JP7357666B2 - Radio interference monitoring device and radio interference monitoring method - Google Patents
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Description
本発明は、空間内の各場所での同一の周波数帯の複数の無線信号の到来方向及び相互の電波干渉状況を可視化してモニターする電波干渉モニター装置、及び電波干渉モニター方法に関する。 The present invention relates to a radio interference monitoring device and a radio interference monitoring method that visualize and monitor the directions of arrival of a plurality of radio signals of the same frequency band and the state of mutual radio interference at each location in space.
次世代通信規格5Gの実用化が始まっており、5Gの多岐に渡るニーズに応えるため、自治体や地域の企業などの様々な主体が柔軟に構築、利用可能なローカル5Gの検討が進められている。 The practical application of the next-generation communication standard 5G has begun, and in order to meet the wide variety of 5G needs, local 5G, which can be flexibly constructed and used by various entities such as local governments and local companies, is being considered. .
この中で、さらなるモバイルトラヒックの急増に対応するため、高効率な周波数利用技術である帯域内全二重通信(InBand Full-Duplex:以下、IBFDという)の適用が検討されている。 Under these circumstances, in order to cope with the further rapid increase in mobile traffic, the application of in-band full-duplex communication (hereinafter referred to as IBFD), which is a highly efficient frequency utilization technology, is being considered.
IBFDは、既存の複信方式に対して理想的には周波数利用効率を2倍にすることができるが、新たに多くの干渉が発生する課題があり、様々な干渉量を取得し、その結果からIBFDの適用可否を判定する制御技術が必要となる。その実現のためには、時空間における例えば5G無線端末あるいは他の種々規格の端末の無線状況を把握し、複数の端末から空間に発射される電波の干渉状況を高速、高精度に測定する干渉モニタリング技術が必要であり、その一環として任意の地点における電磁波の到来方向を推定するシステムが必要となる。 Ideally, IBFD can double the frequency usage efficiency compared to existing duplex systems, but there is a problem that a lot of new interference will occur, and it will be necessary to obtain various amounts of interference and Therefore, a control technology is required to determine whether or not IBFD is applicable. In order to achieve this, it is necessary to grasp the wireless status of, for example, 5G wireless terminals or other terminals of various standards in space and time, and measure the interference status of radio waves emitted into space from multiple terminals at high speed and with high precision. Monitoring technology is needed, and as part of that, a system is needed to estimate the direction of arrival of electromagnetic waves at any given point.
到来方向推定を行う従来のシステムとしては、例えば、直交する3つの偏波信号をそれぞれ受信する複数のアンテナの同位置での受信信号に基づいて電磁波の到来方向を推定するもの(例えば、特許文献1等)などが知られている。 Conventional systems that estimate the direction of arrival of electromagnetic waves include, for example, systems that estimate the direction of arrival of electromagnetic waves based on received signals at the same position of multiple antennas that receive three orthogonal polarization signals (for example, Patent Document 1st class) etc. are known.
特許文献1に記載された電波到来方向推定システムでは、例えば、3つのアンテナを、順次、同一の測定位置まで移動させて、各受信信号を、順次、取得した段階で電界強度を求め、さらにその電界強度に基づき、例えば、ビームフォーマ法、MUSIC法等の探査方法を適用して電波の到来方向を推定している。
In the radio wave arrival direction estimation system described in
この従来の電波到来方向推定システムでは、測定位置での受信信号から複数の信号源からの信号を分離する点、分離した各信号源からの信号毎に到来方向、及び該到来方向以外の種々の特性、例えば、電界強度、掃引スペクトラム等を求める点については明記されておらず、空間における電波の干渉状態を把握するために、求めた到来方向、及びその他の特性を測定位置に対応して分離した無線信号(信号源)毎に可視化して表示することについても何等開示されていなかった。 This conventional radio wave direction of arrival estimation system separates signals from multiple signal sources from the received signal at the measurement position, determines the direction of arrival for each signal from each separated signal source, and determines various directions other than the direction of arrival. There is no specification regarding the determination of characteristics, such as electric field strength, swept spectrum, etc., and in order to understand the state of radio wave interference in space, the direction of arrival and other characteristics determined must be separated according to the measurement position. There is also nothing disclosed about visualizing and displaying each radio signal (signal source).
このため、従来の電波到来方向推定システムにあっては、ある領域の空間における上述した種々規格の端末の無線状況を把握し、複数の端末から空間に発射される電波の干渉状況を、例えば、信号源毎の到来方向、及びその他の特性をキーとして高速、高精度に測定する干渉モニタリング技術が実現できず、IBFDの適用可否を正確に判定するのに有用な複雑な無線通信環境のモニターを行うことが極めて困難であった。 For this reason, conventional radio wave arrival direction estimation systems grasp the radio conditions of terminals of the various standards mentioned above in a certain area of space, and calculate the interference situation of radio waves emitted into space from multiple terminals, for example. Interference monitoring technology that measures the direction of arrival of each signal source and other characteristics at high speed and with high precision cannot be realized, and it is difficult to monitor complex wireless communication environments that are useful for accurately determining whether or not IBFD can be applied. It was extremely difficult to do so.
一方近年では、複数の無線局が例えば同一周波数帯域で無線信号の送受信を行う環境における干渉モニタリング技術が望まれている。特に、上記環境において、各無線局を信号源として該信号源から混在して飛来、伝播する複数の無線信号(同一周波数)を分離し、それぞれの無線信号について当該環境の各所における到来方向、及びその他の特性を見易く表示する機能が切望されている。さらに今日の干渉モニタリング対象の無線環境については、通信技術の進展により、例えば、種々の機器をモノのインターネット(Internet of Things:IoT)に接続するために当該機器(IoT機器)に取り付けられているIoT無線タグ等のIoT接続用無線装置についても上記信号源として考慮に入れる必要性が高まりつつある。 On the other hand, in recent years, interference monitoring technology has been desired in an environment where a plurality of wireless stations transmit and receive wireless signals, for example, in the same frequency band. In particular, in the above environment, each radio station is used as a signal source, and a plurality of radio signals (same frequency) that come and propagate in a mixed manner from the signal source are separated, and the arrival direction and direction of each radio signal at various points in the environment are determined. There is a strong need for a function to display other characteristics in an easy-to-see manner. Furthermore, in today's wireless environment that is subject to interference monitoring, advances in communication technology have resulted in, for example, interference being installed on various devices (IoT devices) in order to connect them to the Internet of Things (IoT). There is an increasing need to take IoT connection wireless devices such as IoT wireless tags into consideration as the signal source.
ここで、例えば、IoT接続用無線装置等の複数の信号源から飛来、伝搬する混在した無線信号から信号源の到来方向、及びその他の特性を各所で取得する処理に際して、従来は、干渉モニタリング対象エリア全域を対象にユーザが手動で干渉モニタリング装置を移動させながら、各所にて、逐次、無線信号を受信させる作業を実施する方法があった。 Here, for example, in the process of acquiring the direction of arrival of the signal source and other characteristics from mixed wireless signals coming from and propagating from multiple signal sources such as wireless devices for IoT connection, conventionally, interference monitoring target There is a method in which a user manually moves an interference monitoring device over the entire area and receives radio signals one after another at various locations.
この方法によれば、ユーザが干渉モニタリング装置を移動させ、逐次、測定を行うのに多くの手間と時間がかかり、しかも、全ての測定地点での測定(無線信号から信号源の到来方向、及びその他の特性の取得)を終えるまで、電波の干渉状況をモニターすることはできなかった。しかも、従来は、干渉をもたらす信号源(干渉源)の位置を知る有効な方法がなく、干渉源の位置も含めて電波の干渉状態を詳細に把握することは困難であった。 According to this method, it takes a lot of effort and time for the user to move the interference monitoring device and perform measurements one after another. It was not possible to monitor the radio wave interference situation until the acquisition of other characteristics was completed. Moreover, conventionally, there has been no effective method of knowing the location of a signal source (interference source) that causes interference, and it has been difficult to understand the state of radio wave interference in detail, including the location of the interference source.
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、複数の信号源が同一周波数帯域で無線信号の送受信を行う複雑な無線通信環境における空間内各所での無線信号の相互干渉を、複数の地点を経由した測定を前提としつつも、移動、測定の手間がかからず、干渉源の所在も含めてモニター可能な電波干渉モニター装置、及び電波干渉モニター方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such conventional problems, and the present invention is aimed at solving the problems of the prior art. Provides a radio wave interference monitoring device and a radio wave interference monitoring method that can monitor mutual interference, including the location of the interference source, without requiring the trouble of moving and measuring, even though it is based on the measurement of mutual interference via multiple points. The purpose is to
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る電波干渉モニター装置は、複数の信号源(110)が同一の周波数帯域の無線信号の送受信を行う所定の空間(6)内における電波干渉情報を表示する電波干渉モニター装置であって、走行機構部(8)、撮像部(9)、受信部(10)を有する受信装置(20)と、前記受信装置を遠隔制御する遠隔制御部(43a)と、前記遠隔制御により前記受信部にて受信された無線信号、及び前記撮像部にて撮像された撮像データを受信してデータ処理を行うデータ制御部(43b)と、を有するデータ処理装置(40)と、を備え、前記データ処理装置は、前記走行機構部を駆動制御し、前記所定の空間内の複数の測定地点を経由し、若しくは任意の地点に向けて前記受信装置を自動走行させる走行制御部(54)と、前記各測定地点で前記受信部により前記無線信号を受信させる受信制御部(52)と、前記撮像部により画像を撮像させる撮像制御部(53)と、を有する前記遠隔制御部と、前記受信部により受信される前記各測定地点での前記複数の信号源から送信される混在した無線信号を前記受信装置から受信し、受信した前記無線信号から、前記複数の信号源のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行い、信号分離した前記複数の信号源のそれぞれから送信される信号についての電界強度、到来方向推定、コンスタレーション及び掃引スペクトラムの各解析項目についての解析処理を行う解析処理部(42)と、前記撮像部による撮像データを前記受信装置から受信し、受信した前記撮像データから、予め登録されている画像に基づいて前記信号源としての物体を画像認識する物体認識部(59)と、前記物体認識部により画像認識された前記物体の位置まで前記受信装置を自動走行させたときに前記受信装置から送出される方位及び距離のデータに基づき前記信号源の前記所定の空間内での干渉源としての所在位置を推定する位置推定部(60)と、を有する前記データ制御部と、前記所定の空間を規定するマップ領域(71)を有し、前記マップ領域における推定された前記干渉源の所在位置に対応する箇所に前記干渉源が所在することを示す干渉源所在マーク(75)が表示されるモニター画面(70)を表示する表示部(46)と、前記マップ領域での所定の操作に応じて、前記解析処理部での前記解析項目毎の解析結果を前記電波干渉情報として前記表示部に表示する表示制御部(61)と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a radio wave interference monitoring device according to
この構成により、本発明の請求項1に係る電波干渉モニター装置は、データ処理装置から遠隔制御を行い、受信装置を複数の測定地点を経由するように自動走行させながら、受信装置により各測定地点で受信された混在した無線信号から、複数の信号源のいずれかから送信された信号を分離し、複数の信号源のそれぞれから送信される信号についての各解析項目の解析処理を行うようにしているため、複数の測定地点を経由した測定を前提としつつも、ユーザにとっての移動、測定のための手間を大幅に軽減できるようになる。また、撮像部での撮像データから、予め登録されている画像に基づいて信号源としての物体を画像認識した場合には、その物体がある位置まで受信装置を自動走行させたうえで該信号源の干渉源としての所在位置を推定し、モニター画面のマップ領域における推定された干渉源の所在位置に対応する箇所に干渉源所在マークを表示するようにしたため、干渉源の所在も含めた電波干渉状態の円滑なモニターが可能となる。
With this configuration, the radio wave interference monitoring device according to
また、本発明の請求項2に係る電波干渉モニター装置は、前記画像として、IoT無線部(105)の外観画像を登録し、前記物体認識部は、前記物体として前記IoT無線部を画像認識する構成であってもよい。 Further, in the radio interference monitoring device according to claim 2 of the present invention, an external image of an IoT radio section (105) is registered as the image, and the object recognition section recognizes the IoT radio section as the object. It may be a configuration.
この構成により、本発明の請求項2に係る電波干渉モニター装置は、信号源であるIoT無線部の干渉源としての所在位置を、マップ領域に表示された干渉源所在マークによって容易に確認でき、IoT無線部の配置、運用状況を見据えた電波干渉モニターが行える。 With this configuration, the radio wave interference monitoring device according to claim 2 of the present invention can easily confirm the location of the IoT radio unit, which is the signal source, as an interference source using the interference source location mark displayed in the map area. Radio wave interference monitoring can be performed with an eye to the placement and operational status of the IoT radio unit.
また、本発明の請求項3に係る電波干渉モニター装置において、前記撮像部は、360度カメラ装置である構成であってもよい。この構成により、本発明の請求項3に係る電波干渉モニター装置は、撮像部で360度の範囲の撮像データから干渉源(信号源)としての物体を認識することができ、干渉源所在マークにて干渉源の所在位置のマーキング漏れを低減することができる。 Furthermore, in the radio wave interference monitoring device according to claim 3 of the present invention, the imaging section may be a 360-degree camera device. With this configuration, the radio wave interference monitoring device according to claim 3 of the present invention can recognize an object as an interference source (signal source) from the imaging data in a 360-degree range in the imaging unit, and mark the location of the interference source. Thus, it is possible to reduce omission of marking of the location of the interference source.
また、本発明の請求項4に係る電波干渉モニター装置は、前記受信装置の移動経路を含む移動スケジュール、測定間隔を含む測定スケジュールを管理するスケジュール管理部(55)をさらに有し、前記走行制御部は、前記移動スケジュールに従って前記自動走行を実行し、前記受信制御部は、前記受信部での前記無線信号の受信動作を前記測定スケジュールにしたがって実行する構成としてもよい。 Further, the radio wave interference monitoring device according to claim 4 of the present invention further includes a schedule management unit (55) that manages a movement schedule including a movement route of the receiving device and a measurement schedule including measurement intervals, and The unit may execute the automatic traveling according to the movement schedule, and the reception control unit may execute an operation of receiving the radio signal at the reception unit according to the measurement schedule.
この構成により、本発明の請求項4に係る電波干渉モニター装置は、測定スケジュール、移動スケジュールの管理が容易であり、該測定スケジュール、移動スケジュールにしたがった受信装置の測定、移動制御も容易に実行可能となる。 With this configuration, the radio wave interference monitoring device according to claim 4 of the present invention can easily manage the measurement schedule and movement schedule, and can also easily perform measurement and movement control of the receiving device according to the measurement schedule and movement schedule. It becomes possible.
また、本発明の請求項5に係る電波干渉モニター装置において、前記データ処理装置は、予め前記所定の空間内での前記測定地点での位置情報が記録され、前記測定地点での前記解析処理部で行った前記各解析項目の解析結果を前記位置情報に関連付けて格納するデータベース(44)と、前記データベースに格納された前記電界強度の解析結果に基づいて、前記測定地点以外の地点については電界強度の補間処理を行うことにより、前記複数の信号源のそれぞれに対応したヒートマップを生成するヒートマップ生成部(57)と、をさらに有し、前記表示制御部は、前記マップ領域の前記箇所に前記干渉源所在マークを表示するとともに、前記マップ領域の任意の位置を指定する操作に応じて、前記任意の位置に対応する前記解析処理部で行った前記到来方向推定の結果である到来方向図(73、73a、73b)を前記複数の信号源毎に前記表示部に表示し、前記複数の信号源毎に表示された前記到来方向図のいずれかを選択し、前記解析項目及び前記ヒートマップのいずれかを選択すると、所望の前記任意の位置に対応する前記解析項目毎の解析結果及び前記ヒートマップの生成結果を前記電波干渉情報として、前記表示部にさらに表示する構成としてもよい。 Further, in the radio wave interference monitoring device according to claim 5 of the present invention, the data processing device has position information at the measurement point within the predetermined space recorded in advance, and the analysis processing unit at the measurement point. Based on the database (44) that stores the analysis results of each analysis item performed in association with the position information, and the electric field intensity analysis results for points other than the measurement points, based on the analysis results of the electric field strength stored in the database, The display controller further includes a heat map generation unit (57) that generates a heat map corresponding to each of the plurality of signal sources by performing intensity interpolation processing, and the display control unit is configured to In addition to displaying the interference source location mark, the direction of arrival, which is the result of the direction of arrival estimation performed by the analysis processing unit corresponding to the arbitrary position, is displayed in response to an operation for specifying an arbitrary position in the map area. (73, 73a, 73b) are displayed on the display section for each of the plurality of signal sources, one of the direction of arrival diagrams displayed for each of the plurality of signal sources is selected, and the analysis item and the heat When one of the maps is selected, the analysis result for each of the analysis items corresponding to the desired arbitrary position and the generation result of the heat map may be further displayed on the display unit as the radio wave interference information.
この構成により、本発明の請求項5に係る電波干渉モニター装置は、複数の信号源が同一の周波数帯域の無線信号の送受信を行う所定の空間内での電波干渉モニタリングに際し、所定の空間を規定するマップ領域を有し、かつ、干渉源としての信号源の位置に対応する箇所に干渉源所在マークが表示されているモニター画面上で、任意の地点を指定することにより、干渉源の所在位置を把握しながら、当該指定した任意の位置に対応する各信号源毎の電波干渉情報を選択的かつ容易に確認することができる。電波干渉情報としては、電界強度、到来方向推定、コンスタレーション及び掃引スペクトラム等の各解析項目を確認可能である。また、上記補間処理を行う機能を有する構成によれば、実際に測定を行った測定地点以外の地点についても電波干渉情報(ヒートマップ)の確認が行える。これにより、既存の測定器、測定システムでは実施が困難である複雑な無線通信環境の観測を容易に実施できるようになる。 With this configuration, the radio interference monitoring device according to claim 5 of the present invention defines a predetermined space when monitoring radio interference in a predetermined space in which a plurality of signal sources transmit and receive radio signals in the same frequency band. The location of the interference source can be determined by specifying any point on the monitor screen, which has a map area that corresponds to the location of the signal source as an interference source, and an interference source location mark is displayed at the location corresponding to the location of the signal source as an interference source. It is possible to selectively and easily check the radio wave interference information for each signal source corresponding to the specified arbitrary position while understanding the information. As radio wave interference information, various analysis items such as electric field strength, direction of arrival estimation, constellation, and swept spectrum can be confirmed. Further, according to the configuration having the function of performing the interpolation process, radio wave interference information (heat map) can be confirmed even at points other than the measurement point where the measurement was actually performed. This makes it possible to easily observe complex wireless communication environments that are difficult to implement using existing measuring instruments and measurement systems.
また、本発明の請求項6に係る電波干渉モニター装置において、前記表示制御部は、前記各解析項目の解析が完了した前記測定地点を含む領域の拡張に対応して前記ヒートマップの表示エリアを漸次拡張するように更新する構成としてもよい。
Further, in the radio wave interference monitoring device according to
この構成により、本発明の請求項6に係る電波干渉モニター装置は、全ての測定地点での測定が完了するのを待たずに、その時点までに測定終了しているエリアを対象にヒートマップの状況を確認することができる。
With this configuration, the radio wave interference monitoring device according to
また、本発明の請求項7に係る電波干渉モニター装置において、前記データ処理装置は、電波干渉モニタリング対象の周波数帯を設定する設定手段(51)をさらに有し、前記受信装置の前記受信部は、前記複数の信号源のそれぞれから送信される前記設定手段により設定された周波数帯の信号を対象に前記受信を行い、前記解析処理部は、前記受信装置の前記受信部が受信した前記設定手段により設定された周波数帯の信号を対象に前記各解析項目についての解析処理を行う構成としてもよい。 Furthermore, in the radio wave interference monitoring device according to claim 7 of the present invention, the data processing device further includes a setting means (51) for setting a frequency band to be monitored for radio wave interference, and the receiving unit of the receiving device , the receiving is performed on signals in the frequency band set by the setting means transmitted from each of the plurality of signal sources, and the analysis processing section is configured to receive signals from the setting means that are received by the receiving section of the receiving device. It may also be configured such that analysis processing for each of the analysis items is performed on signals in a frequency band set by.
この構成により、本発明の請求項7に係る電波干渉モニター装置は、電波干渉モニタリング対象の所望の周波数帯を設定することにより、当該周波数帯の無線信号の相互干渉状態を容易にモニターすることが可能となる。 With this configuration, the radio interference monitoring device according to claim 7 of the present invention can easily monitor the state of mutual interference of radio signals in the frequency band by setting a desired frequency band to be monitored for radio interference. It becomes possible.
また、本発明の請求項8に係る電波干渉モニター装置において、前記設定手段は、前記電波干渉モニタリング対象の周波数帯として、3.7GHz帯、4.7GHz帯、28GHz帯のいずれかを設定する構成としてもよい。
Further, in the radio wave interference monitoring device according to
この構成により、本発明の請求項8に係る電波干渉モニター装置は、3.7GHz帯、4.7GHz帯、28GHz帯のいずれかの周波数帯を選択的に設定して、当該設定した周波数帯の無線信号の相互干渉状態をモニターすることができる。
With this configuration, the radio wave interference monitoring device according to
上記課題を解決するために、本発明の請求項9に係る電波干渉モニター方法は、請求項1ないし8のいずれかに記載の電波干渉モニター装置を用い、複数の信号源(110)が同一の周波数帯域の無線信号の送受信を行う所定の空間(6)内の電波干渉情報を表示する電波干渉モニター方法であって、前記データ処理装置から前記受信装置に対して移動の指示を送出するステップ(S30)と、前記移動の指示を受け付けるごとに、現在の測定地点から次の測定地点までの一区間、前記受信装置を自動走行させる走行制御ステップ(S22)と、前記各測定地点で前記受信部により前記無線信号を受信させる受信制御ステップと、前記撮像部により画像を撮像させる撮像制御ステップ(S23)と、前記受信制御ステップにより受信される前記各測定地点での前記複数の信号源から送信される混在した無線信号を前記受信装置から受信し、受信した前記無線信号から、前記複数の信号源のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行い、信号分離した前記複数の信号源のそれぞれから送信される信号についての電界強度、到来方向推定、コンスタレーション及び掃引スペクトラムの各解析項目についての解析処理を行う解析処理ステップ(S32)と、前記撮像制御ステップによる撮像データを前記受信装置から受信し、受信した前記撮像データから、予め登録されている画像に基づいて前記信号源としての物体を画像認識する物体認識ステップ(S34)と、前記物体認識ステップにより画像認識された前記物体の位置まで前記受信装置を自動走行させたときに前記受信装置から送出される方位及び距離のデータに基づき前記信号源の前記所定の空間内での干渉源としての所在位置を推定する位置推定ステップ(S39)と、前記所定の空間を規定するマップ領域(71)を有し、前記マップ領域における推定された前記干渉源の所在位置に対応する箇所に前記干渉源が所在することを示す干渉源所在マーク(75)が表示されるモニター画面(70)を表示部(46)に表示し、前記マップ領域での所定の操作に応じて、前記解析処理ステップでの前記解析項目毎の解析結果を前記電波干渉情報として前記表示部に表示する表示制御ステップ(S43)と、を含むことを特徴とする。
In order to solve the above problem, a radio wave interference monitoring method according to
この構成により、本発明の請求項9に係る電波干渉モニター方法は、本電波干渉モニター方法を適用した電波干渉モニター装置において、データ処理装置から遠隔制御を行い、受信装置を複数の測定地点を経由するように自動走行させながら、受信装置により各測定地点で受信された混在した無線信号から、複数の信号源のいずれかから送信された信号を分離し、複数の信号源のそれぞれから送信される信号についての各解析項目の解析処理を行うようにしているため、複数の測定地点を経由した測定を前提としつつも、ユーザにとっての移動、測定のための手間を大幅に軽減できるようになる。また、撮像部での撮像データから、予め登録されている画像に基づいて信号源としての物体を画像認識した場合には、その物体がある位置まで受信装置を自動走行させたうえで該信号源の干渉源としての所在位置を推定し、モニター画面のマップ領域における推定された干渉源の所在位置に対応する箇所に干渉源所在マークを表示するようにしたため、干渉源の所在も含めた電波干渉状態の円滑なモニターが可能となる。
With this configuration, the radio wave interference monitoring method according to
本発明は、複数の信号源が同一周波数帯域で無線信号の送受信を行う複雑な無線通信環境における空間内各所での無線信号の相互干渉を、複数の地点を経由した測定を前提としつつも、移動、測定の手間がかからず、干渉源の所在も含めてモニター可能な電波干渉モニター装置、及び電波干渉モニター方法を提供することができる。 The present invention is based on the premise that mutual interference of wireless signals at various locations in space is measured via multiple points in a complex wireless communication environment where multiple signal sources transmit and receive wireless signals in the same frequency band. It is possible to provide a radio wave interference monitoring device and a radio wave interference monitoring method that can monitor the location of interference sources without requiring the trouble of moving and measuring.
以下、本発明に係る電波干渉モニター装置、及び電波干渉モニター方法の実施形態について図面を用いて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a radio interference monitoring device and a radio interference monitoring method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(概要)
まず、本発明に係る電波干渉モニター装置、及びこれを用いた電波干渉モニター方法の概要について図1、図2を参照して説明する。
(overview)
First, an overview of a radio interference monitoring device and a radio interference monitoring method using the same according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.
現状の干渉モニタリング技術においては、例えば、図1に示す構成を有する無線環境をモニタリング対象とするものがある。図1に示す無線環境において、矢印付きの実線が通信信号を表し、矢印付きの点線が干渉状態を発生させる無線信号を表している。 Among current interference monitoring techniques, for example, there is one that targets a wireless environment having the configuration shown in FIG. 1 as a monitoring target. In the wireless environment shown in FIG. 1, solid lines with arrows represent communication signals, and dotted lines with arrows represent wireless signals that cause interference conditions.
図1においては、基地局A0の無線サービスエリア内に所在する端末A1が基地局A0を介して図示しない相手先と通信状態にあり、かつ、基地局B0の無線サービスエリア内に所在する端末B1が基地局B0を介して図示しない相手先と通信状態にある無線環境が想定されている。基地局A0の無線サービスエリア内では、各機器(図示せず)をそれぞれIoTに接続するためのIoT無線部C11、C12、C13がそれぞれ対応する機器に取り付けられている。IoT無線部C11、C12、C13は、例えば、端末A1からの操作により、上記各機器のIoTに対する接続を可能としている。同様に、基地局A1の無線サービスエリア内では、他の各機器(図示せず)に対して、IoT無線部C21、C22、C23がそれぞれ取り付けられている。IoT無線部C21、C22、C23は、例えば、端末B1からの操作により、上記他の各機器のIoTに対する接続を実現する。IoT無線部C11、C12、C13、C21、C22、C23としては、例えば、IoT無線タグや各種のIoT接続用無線装置が挙げられる。このような無線環境にあっては、例えば、IoT無線部C11、C12、C13、C21、C22、C23を信号源とし、各信号源から送信される信号間に各所で複雑な干渉状態が発生することがある。 In FIG. 1, terminal A1 located within the wireless service area of base station A0 is in communication with a destination not shown via base station A0, and terminal B1 located within the wireless service area of base station B0. A wireless environment is assumed in which the user is in communication with a partner (not shown) via base station B0. Within the wireless service area of the base station A0, IoT wireless units C11, C12, and C13 for connecting each device (not shown) to the IoT are attached to each corresponding device. The IoT wireless units C11, C12, and C13 enable each of the devices described above to connect to the IoT, for example, by operation from the terminal A1. Similarly, within the wireless service area of base station A1, IoT wireless units C21, C22, and C23 are attached to other devices (not shown), respectively. The IoT wireless units C21, C22, and C23 realize the connection of each of the other devices to the IoT by, for example, an operation from the terminal B1. Examples of the IoT wireless units C11, C12, C13, C21, C22, and C23 include IoT wireless tags and various IoT connection wireless devices. In such a wireless environment, for example, IoT wireless units C11, C12, C13, C21, C22, and C23 are used as signal sources, and complex interference conditions occur at various locations between the signals transmitted from each signal source. Sometimes.
図1に示すような複雑な無線通信環境を対象とする干渉モニタリング技術について、従来は、あるエリア内の複数の測定地点で無線信号の受信、到来方向の推定処理を行う方法が存在しながらも、各測定地点で混在する複数の信号源のいずれかから送信された信号を分離し、到来方向を推定し、各測定地点に対応してその到来方向の推定結果を観測(モニター)できるようになっていなかった。加えて、従来の干渉モニタリング技術では、各測定地点に対応して各信号源(例えば、IoT無線部)から送信された信号の電界強度、掃引スペクトラム等、複数の解析項目を確認容易となるように表示する点についても考慮されていなかった。 Regarding interference monitoring technology that targets a complex wireless communication environment as shown in Figure 1, conventional methods exist for receiving wireless signals and estimating the direction of arrival at multiple measurement points within a certain area. , the signal transmitted from one of the multiple signal sources mixed at each measurement point is separated, the direction of arrival is estimated, and the estimated direction of arrival can be observed (monitored) for each measurement point. It wasn't. In addition, with conventional interference monitoring technology, it is easy to check multiple analysis items such as the electric field strength and sweep spectrum of the signal transmitted from each signal source (e.g. IoT wireless unit) corresponding to each measurement point. No consideration was also given to the display of
一方、本発明に係る電波干渉モニター装置1は、例えば、図2に示すように、複数の信号源110が無線信号の送受信を行う電波干渉モニターエリア6の空間内をモニタリング対象とし、しかも、後で詳しく述べる自走受信センサー部20を遠隔制御により移動させながら各測定地点での測定を実施するようになっている。信号源110としては、同一の周波数帯域の無線信号の送受信を行うIoT無線部(図1参照)が想定されている。図2において、電波干渉モニターエリア6内には、例えば、洗濯脱水機、乾燥機、大型乾燥機、連続洗濯機、オリタタミ機、おしぼり自動包装機等の各種のIoT機器100が配置され、これらのIoT機器100に対して、それぞれ、IoT無線部105が取り付けられている。IoT無線部105は、信号源110を構成するものであり、図1において説明したように、各所での複雑な干渉状態を招来する干渉源ともなり得るものである。以下の説明において、信号源110を干渉源と称することもある。
On the other hand, as shown in FIG. 2, for example, the radio
上述した無線環境を有する電波干渉モニターエリア6内での各所を移動しながらの測定を可能にすべく、本発明に係る電波干渉モニター装置1は、図2に示すように、走行機構部(図3における自走機能部8参照)、撮像部(同、カメラ部9参照)、受信部(同、アンテナ装置10参照)を有する自走受信センサー部20と、自走受信センサー部20に対して通信可能に接続され、自走受信センサー部20の上記各機能部を遠隔制御機能によってそれぞれ遠隔(リモート)制御し、走行機構部の遠隔制御により各測定地点を通過するように自動走行させながら、受信部の遠隔制御によって得られる各測定地点での受信データ、及び撮像部での遠隔制御により得られる撮像データの受信(収集)、及びデータ処理を行うデータ処理装置40と、を備えて構成される。
In order to enable measurement while moving at various locations within the radio
本発明に係る電波干渉モニター装置1において、自走受信センサー部20は、複数の信号源110が同一の周波数帯域の無線信号の送受信を行う電波干渉モニターエリア6内を上記走行機構部の遠隔制御により自動走行しながら、該電波干渉モニターエリア6の各測定地点にて複数の信号源110から送信される混在した無線信号をそれぞれ受信する本発明に係る受信装置として機能するものである。要するに、本発明に係る電波干渉モニター装置1は、電波干渉モニターエリア6の空間内の各測定地点にて複数の信号源110から送信される混在した無線信号を自動走行駆動される自走受信センサー部20により逐次受信し、受信された混在する無線信号を自走受信センサー部20からデータ処理装置40に対してアップロードする構成を有している。
In the radio
本発明に係る電波干渉モニター装置1の自走受信センサー部20とデータ処理装置40とが通信可能に接続されるシステム構成は、例えば、無線受信機能を有する無線端末(自走受信センサー部20に相当)の近くにエッジサーバ(データ処理装置40に相当)を配置し、無線端末から送られてくるデータのデータ処理をエッジサーバで行うエッジコンピューティング(分散型コンピューティング)により実現することができる。
The system configuration in which the free-running
本発明に係る電波干渉モニター装置1において、自走受信センサー部20は、走行機構部により自動走行しながら各測定地点で受信部により受信された混在する無線信号を自走受信センサー部20からデータ処理装置40に受信データとしてアップロードするのに合わせて、撮像部により撮像された撮像データについてもデータ処理装置40にアップロードするようになっている。
In the radio wave
本発明に係る電波干渉モニター装置1において、データ処理装置40からの自走受信センサー部20の遠隔制御、及びデータ処理装置40でのデータ処理は、例えば、以下のようにして実施される。
In the radio wave
(自動走行制御)
データ処理装置40において、遠隔制御機能部(後述する遠隔制御部43a参照)は、自走受信センサー部20に対して、その都度、移動指示(図6のステップS12参照)を送出することにより走行機構部を駆動制御し、自走受信センサー部20を自動走行させる。自走受信センサー部20の電波干渉モニターエリア6内での走行経路は、例えば、測定・移動シナリオ等により事前に設定されており、遠隔制御機能部は、例えば、図5に示すように、上記走行経路に沿って、スタート地点(図5に符号Sで示す)直後の最初の測定地点から終了地点(図5に符号Fで示す)直前の最後の測定地点まで、電波干渉モニターエリア6内の予め設定した複数の測定地点(同、黒丸によって示す)を順次通過するように自動走行させるようになっている。ここで遠隔制御機能部は、例えば、ある測定地点にて移動指示を送出することにより走行機構部を駆動制御し、該移動指示を受けた自走受信センサー部20を次の測定地点まで自動走行させるように制御するようになっている。電波干渉モニターエリア6内における複数の測定地点は、例えば、図5に黒丸で示すように、メッシュ状に配置される設定としてもよい。
(任意の地点への移動制御)
また、遠隔制御機能部は、例えば、ある測定地点にて任意の地点への移動指示(図6のステップS15参照)を送出することにより走行機構部を駆動制御し、自走受信センサー部20を指定された任意の地点へと移動させるように自動走行させる制御を行うこともできる。任意の地点への移動指示は、後述する物体認識機能によって予め登録された物体(例えば、IoT無線部105)を認識したときに、その物体が所在する地点に向けてそこに到達するまで自走するように、自動若しくは手動で指示し得るようになっている。
(Automatic driving control)
In the
(Movement control to any point)
Further, the remote control function section drives and controls the traveling mechanism section by, for example, transmitting a movement instruction to an arbitrary point from a certain measurement point (see step S15 in FIG. 6), and controls the self-propelled
(測定制御)
データ処理装置40において、遠隔制御機能部は、上記自動走行制御により自動走行する自走受信センサー部20が測定地点に到達し、停止する度に、自走受信センサー部20の受信部を駆動制御し、当該測定地点での無線信号の測定(無線信号の受信)動作を行わせるように制御する。この測定制御と上記自動走行制御とにより、電波干渉モニター装置1では、自走受信センサー部20を、移動指示により現在位置から次の測定地点まで自動走行させるか、若しくは任意の地点への移動指示に応じて任意の位置まで自動走行させた、一旦停止した状態で、測定動作を行わせるという自動走行、測定動作を、最後の測定地点での測定が完了するまで継続して実施可能である。
(measurement control)
In the
(撮像制御)
データ処理装置40において、遠隔制御機能部は、上記自動走行制御、及び測定制御に合わせて、最初の測定地点から最後の測定地点に到達するまでの期間、自走受信センサー部20の撮像部を、周囲の撮像を行う撮像動作を実行させるように制御する。この制御は、例えば、撮像の開始、終了のタイミングに合わせて、自走受信センサー部20に対して、撮像開始の指示、撮像終了の指示をそれぞれ送出することにより実現可能である。
(imaging control)
In the
(撮像画像のモニター)
データ処理装置40において、データ制御機能部(後述するデータ制御部43b参照)は、自走受信センサー部20の撮像部での撮像データを自走受信センサー部20から受信し、その撮像データを画像処理して、例えば、表示部46に表示させることにより、周囲の画像を、常時、モニターすることができる。撮像部は、例えば、360度カメラが用いられている。これにより、データ処理装置40では、自動走行を行い、かつ測定を実行しながら、例えば、図5に示すように、走行中の箇所(図中に△印で示す)を中心とする所定範囲(半径rの円)内の撮像画像をモニターすることができる。
(Monitor of captured image)
In the
(干渉源位置推定処理)
図2に示す電波干渉モニターエリア6において、複数の信号源110は、自走受信センサー部20が自走により通過する各測定地点近傍の空間に対して電波の干渉を与え得るいわゆる干渉源であり、これら干渉源による電波の干渉状況は時々刻々と変化するようになっている。データ処理装置40において、データ制御機能部は、上述した遠隔制御機能部での遠隔制御により各測定地点を順次通過するように自走する自走受信センサー部20の撮像部による撮像画像から、予め登録されている認識対象物体を認識する物体認識機能を有している。さらにデータ制御機能部は、認識対象物体として予め登録されている信号源110(例えば、IoT無線部105の外観形状の特徴部分)を上記物体認識機能により画像認識し、該認識した信号源110の電波干渉モニターエリア6での干渉源としての所在位置を推定する干渉源位置推定機能を備えている。図5においては、図中に△印で示す地点を中心とする円内の撮像データから、IoT機器100に信号源110として取り付けられているIoT無線部105を画像認識し、そのIoT無線部105まで移動したうえで、当該IoT無線部105(信号源110)の干渉源としての所在位置を推定するイメージを示している。
(任意の地点への移動制御の補足)
遠隔制御機能部は、上述した干渉源位置推定機能によって干渉源(信号源110)の位置が推定された場合には、その位置(任意の地点)への移動指示を自走受信センサー部20に対して送出し(図6のステップS15参照)、その推定された位置(地点)に向けて移動させることができるようになっている。
(Interference source position estimation process)
In the radio wave
(Supplementary information on movement control to any point)
When the position of the interference source (signal source 110) is estimated by the interference source position estimation function described above, the remote control function unit instructs the self-propelled
(受信データの解析とモニター)
データ処理装置40において、データ制御機能部は、自走受信センサー部20の受信部が各測定地点で受信した無線信号(受信データ)における信号源110から送信される信号毎の解析処理によって、電波干渉状態をモニターする指標となる複数の解析項目(電波の到来方向を含む)のデータ(解析結果データ)を生成する解析機能、及び各測定地点(あるいはその隣接地点)における複数の解析項目の解析結果データを電波干渉情報として表示する表示制御機能を有している。
(Analysis and monitoring of received data)
In the
データ処理装置40は、電波干渉モニターエリア6の空間内の各地点に対応する電波干渉情報の表示制御については、例えば、後述する基本モニター画面70(図9参照)と該基本モニター画面70から遷移可能な各解析項目用の確認画面(図11~図13参照)を用い、例えば、到来方向推定、掃引スペクトラム、ヒートマップ、コンスタレーション等の各解析項目についての電波干渉情報を当該地点に対応して可視化して表示するようになっている。基本モニター画面70は、本発明のモニター画面を構成する。
The
さらに、データ処理装置40では、上述した干渉源位置推定機能により位置が推定された信号源110の干渉源としての所在位置を、上述した基本モニター画面70を構成する電波干渉モニターエリア6を模したマップ領域上に表示する表示制御機能を有している。推定された干渉源(信号源110)の所在位置の上記マップ領域への表示は、例えば、干渉源所在マーク75(図9参照)を用いて行われる。干渉源位置推定機能、表示制御機能は、それぞれ、後述する干渉源位置推定部60、表示制御部61により実現される。
Furthermore, in the
次に、本発明の一実施形態に係る電波干渉モニター装置1の構成について図3、図4を参照して説明する。図3、図4は電波干渉モニター装置1の全体構成を示し、特に図3は自走受信センサー部20、図4はデータ処理装置40の詳細構成をそれぞれ示している。
Next, the configuration of the radio wave
図3、図4に示すように、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、自動走行制御による自動走行(自走)が可能な自走受信センサー部20と、自走受信センサー部20と通信可能に接続され、該自走受信センサー部20の自動走行制御を含む遠隔制御、及び遠隔制御により自走受信センサー部20から送られてくるデータのデータ処理を行うデータ処理装置40と、を備えて構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the radio wave
まず、自走受信センサー部20の構成について説明する。自走受信センサー部20は、図3に示すように、自走機能部8、カメラ部9、アンテナ装置10、受信処理部11、通信制御部12を備えている。
First, the configuration of the self-propelled
自走受信センサー部20において、自走機能部8は、走行、操舵のための機構部、例えば、車輪、ギア、駆動源、ハンドル等が車体に対して搭載され、後述するデータ処理装置40からの遠隔制御により平面(例えば、電波干渉モニターエリア6内のフロア面)上を自動走行可能な構成を有している。この他、自走機能部8には、高精度かつ円滑な遠隔制御に必要な要素として、例えば、測距センサー、加速度センサー、方位センサー、ジャイロセンサー、角度(操舵の角度)センサー等が備わっている。自走機能部8の各部は、通信制御部12を介して、データ処理装置40からの遠隔制御を受けられるようになっている。自走機能部8は、本発明の走行機構部を構成している。
In the self-propelled
カメラ部9は、自走機能部8の車体に取り付けられ、自走機能部8による自動走行に合わせて周囲の画像を撮像する撮像部としての機能を有する。カメラ部9としては、例えば、360度カメラを用いることができる。カメラ部9についても、通信制御部12を介して、データ処理装置40からの遠隔制御を受けられるようになっている。
The
アンテナ装置10は、電波干渉モニターエリア6(図2参照)を構成する所定の空間内の各所で、複数の信号源110から送信される混在した無線信号を受信するものである。アンテナ装置10の具体的な構成としては、例えば、特許文献1に記載されているような直交する3偏波をそれぞれ受信可能な3つのアンテナを複数のアンテナ素子として回転体にて回転させる構成、あるいは、アレーアンテナの各アンテナ素子を複数のアンテナ素子とする構成がある。アンテナ装置10は、本発明の受信部を構成する。
The
受信処理部11は、アンテナ装置10で受信された混在した無線信号の受信処理を行って通信制御部12に受け渡すものであり、周波数変換部11a、AD変換部11b、バッファ部11cを有して構成されている。
The
周波数変換部11aは、アンテナ装置10により受信された受信信号(無線信号)を入力し、該受信信号を中間周波数帯の信号(IF信号)に変換する処理を行う。
The
AD変換部11bは、周波数変換部11aで周波数変換された受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、受信データとしてバッファ部11cに入力する。バッファ部11cは、AD変換部11bから入力する受信データを、通信制御部12によって取出しの処理が行われるまで一時保存しておくための機能部である。
The
通信制御部12は、データ処理装置40の通信部41と交信し、データ処理装置40との間の通信に係る制御を行う部分である。具体的に、通信制御部12は、データ処理装置40からの移動指示を受け取って自走機能部8を駆動して自動走行動作を行わせるとともに、データ処理装置40からの移動停止指示を受け取って自走機能部8の駆動を停止し、自動走行を停止させるように制御する。移動指示については、予め決められている地点への移動の指示と、任意の地点への移動の指示の2種類が存在する。通信制御部12は、前者の移動の指示に対しては予め設定された経路に沿って移動させるように制御し、後者の移動の指示に対しては指定された任意の地点へ移動させるように制御する。
The
また、通信制御部12は、データ処理装置40からの撮像開始指示を受け取ってカメラ部9を駆動して撮像動作を行わせるとともに、データ処理装置40からの撮像終了指示を受け取ってカメラ部9の駆動を停止し、撮像動作を終了させるように制御する。合わせて、通信制御部12は、カメラ部9での撮像動作により得た撮像データをデータ処理装置40に送信する撮像データの送信動作の制御を実施する。
Further, the
また、通信制御部12は、データ処理装置40からの測定開始指示を受け取ってアンテナ装置10を駆動して受信動作を行わせるとともに、データ処理装置40からの測定終了指示を受け取ってアンテナ装置10の駆動を停止し、受信動作を終了させるように制御する。合わせて、通信制御部12は、アンテナ装置10の受信動作により受信処理部11での信号受信処理を経てバッファ部11cに保存された受信データを該バッファ部11cから取り出してデータ処理装置40に送信する受信データの送信動作の制御を実施する。
Further, the
次に、データ処理装置40の構成について説明する。データ処理装置40は、例えば、PC(パーソナル・コンピュータ)で実現され、自走受信センサー部20に対する前述した遠隔制御を実施するとともに、該遠隔制御によって自走受信センサー部20から送られてくるデータ(受信データ、撮像データ)を受信し、そのデータ処理を実施する。データ処理について、データ処理装置40は、例えば、前述した受信データを自走受信センサー部20から受信し、該受信データの解析結果に基づいて電波干渉状態をモニターするための情報(電波干渉情報)を生成するデータ処理を行う。また、データ処理装置40は、前述した撮像データを自走受信センサー部20から受信し、該撮像データに基づいて撮像画像を例えば表示部46に表示させる制御を行う。
Next, the configuration of the
データ処理装置40は、図4に示すように、通信部41、解析処理部42、制御部43、データベース44、入力部45、表示部46を有して構成されている。
As shown in FIG. 4, the
通信部41は、制御部43に設けられる通信制御部50の制御により自走受信センサー部20の通信制御部12との間の通信制御を行う。具体的に通信部41は、通信制御部50から前述した移動指示、移動停止指示、撮像開始指示、撮像停止指示、撮像終了指示、測定開始指示、測定終了指示等の制御情報を受け取って自走受信センサー部20に送出する制御情報送信動作を行う。また、通信部41は、例えば、撮像開始指示を受け取った自走受信センサー部20のカメラ部9での撮像動作により得られる撮像データを通信制御部12から受信し、データ制御部43bの物体認識部59、あるいは表示制御部61に入力する撮像データ受信動作を行う。物体認識部59は、入力する撮像データから予め登録されている画像に基づいて物体を画像認識する処理を実施し、表示制御部61は、入力する撮像データに基づいて測定中のモニター画像を表示部46に表示する。
The
また、通信部41では、例えば、測定開始指示を受け取った自走受信センサー部20のアンテナ装置10での受信動作により得られる受信データを通信制御部12から受信し、解析処理部42に入力する受信動作を行う。
Further, the
解析処理部42は、信号分離部42a、到来方向推定処理部42b、信号解析部42cを具備して構成されている。
The
信号分離部42aは、通信部41から、順次、入力する信号(デジタル信号)、すなわち、上述した電波干渉モニターエリア6の所定の空間内の各測定地点(あるいは任意の測定地点)毎に自走受信センサー部20にて受信された混在した無線信号(上記受信データ)から、複数の信号源110のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行う。
The
到来方向推定処理部42bは、信号分離部42aで分離された信号、すなわち、各信号源110のいずれかから送信された無線信号を入力し、該信号源110毎にその到来方向を推定する信号処理を行う。この信号処理において、到来方向を推定するアルゴリズムとしては、例えば、ビームフォーマ法、MUSIC法、ESPRIT法などが適用される。
The direction of arrival
信号解析部42cは、信号分離部42aで分離された信号(当該測定地点での到来信号:各信号源110のいずれかから送信された無線信号)を入力し、該到来信号を対象に信号源110毎に電波干渉モニターに必要とされる項目について解析する信号処理を実施する。解析対象とされる項目(解析項目)としては、例えば、電界強度、掃引スペクトラム、コンスタレーション等が挙げられる。信号分離部42a、到来方向推定処理部42b、信号解析部42cは、解析処理部42とともに、本発明の解析処理部を構成する。
The
制御部43は、例えば、コンピュータ装置によって構成される。このコンピュータ装置は、電波干渉モニター装置1の機能を実現するための所定の情報処理や、データ処理装置40、自走受信センサー部20(特に、自走機能部8、カメラ部9、アンテナ装置10)を対象とする統括的な制御を行うCPU(Central Processing Unit)、CPUを立ち上げるためのOS(Operating System)やその他のプログラム及び制御用のパラメータ等を記憶するROM(Read Only Memory)あるいはHDD(Hard Disc Drive)などの不揮発性メモリ、CPUが動作に用いるOSやアプリケーションの実行コードやデータ等を記憶するRAM(Random Access Memory)等を有している。
The
上述したコンピュータ装置は、CPUがRAMを作業領域としてROMあるいはHDDなどの不揮発性メモリに格納されたプログラムを実行することにより制御部43として機能する。具体的に制御部43では、CPUがRAMの作業領域で上記不揮発性メモリに格納された各プログラムを実行することにより、図4に示すように、通信制御部50、モニター条件設定部51、アンテナ制御部52、撮像制御部53、走行制御部54、スケジュール管理部55、干渉量測定部56、ヒートマップ生成部57、補間処理部58、物体認識部59、干渉源位置推定部60、表示制御部61の各機能を実現する。ここで通信制御部50、モニター条件設定部51、アンテナ制御部52、撮像制御部53、走行制御部54、スケジュール管理部55は、自走受信センサー部20の各部を遠隔制御する遠隔制御部43aとしての機能部を構成し、干渉量測定部56、ヒートマップ生成部57、補間処理部58、物体認識部59、干渉源位置推定部60、表示制御部61は、自走受信センサー部20から送られてくる受信データの解析結果に基づき電波干渉情報を生成する等のデータ処理を行うデータ制御部43bとしての機能部を構成している。
The computer device described above functions as the
遠隔制御部43aにおいて、通信制御部50は、通信部41と自走受信センサー部20の通信制御部12との間の通信制御を実施する。通信制御部50は、例えば、自走受信センサー部20に移動指示を送出し、自走機能部8による自走受信センサー部20の自動走行を行わせる。また、通信制御部50は、自走受信センサー部20に測定開始指示を送出し、自走受信センサー部20での受信動作を開始させる。これに合わせて通信制御部50は、アンテナ駆動制御データを送信し、アンテナ装置10を、例えば、3つのアンテナを平面上で回転させるように駆動制御する。また、通信制御部50は、測定開始指示を受信した自走受信センサー部20が通信制御部12により送出するアンテナ装置10により受信した混在した無線信号(自走受信センサー部20による各測定地点での受信データ)を受信する通信制御を行う。自走受信センサー部20からの受信データの受信が終了すると、通信制御部50は、例えば、自走受信センサー部20に測定終了指示を送出し、受信動作を停止させる。また、通信制御部50は、自走受信センサー部20に撮像開始指示を送出し、カメラ部9による撮像動作を行わせる。さらに通信制御部50は、撮像開始指示を受信した自走受信センサー部20が通信制御部12により送出するカメラ部9により撮像した撮像データを受信する通信制御を行う。この他、通信制御部50は、必要に応じて、自走受信センサー部20の各部(自走機能部8、カメラ部9、アンテナ装置10、受信処理部11等)を制御するための制御データを送受信する制御を実行する。
In the
モニター条件設定部51は、電波干渉モニターエリア6での電波干渉状態のモニター条件を設定するための機能部であり、例えば、通信制御部50での通信制御により、電波干渉状態のモニタリング対象となる無線信号の周波数の設定等を行えるようになっており、本発明の設定手段を構成する。モニター条件設定部51は、電波干渉モニタリング対象の周波数帯として、例えば、5Gの運用を考慮し、3.7GHz帯、4.7GHz帯、28GHz帯のいずれかを設定する構成であってもよい。後述するヒートマップ生成部57は、モニター条件設定部51により設定された周波数帯の無線信号の干渉を反映した電波干渉情報を生成する処理を行うことになる。
The monitor
アンテナ制御部52は、通信制御部50での通信制御により、自走受信センサー部20のアンテナ装置10におけるアンテナ方向などの機械的な制御を行う。
The
撮像制御部53は、通信制御部50での通信制御により、自走受信センサー部20のカメラ部9の撮像動作に関する動作制御を実施する。
The
走行制御部54は、通信制御部50での通信制御により、自走受信センサー部20の自走機能部8の自動走行動作に関する動作制御を行う。
The
スケジュール管理部55は、電波干渉モニターエリア6(図2参照)を対象とする測定スケジュール及び移動スケジュールの管理を行う機能部である。測定スケジュールには、例えば、測定間隔(移動間隔)、測定方法などが含まれ、移動スケジュールには移動経路、移動速度等が含まれる。遠隔制御部43aにおいて、走行制御部54は、移動スケジュールにしたがって自走受信センサー部20の自動走行制御を実施し、アンテナ制御部52は、自走受信センサー部20のアンテナ装置10での無線信号の受信動作を測定スケジュールにしたがって制御する。測定スケジュール、移動スケジュールは、測定・移動シナリオの形態で生成、管理される場合もある。
The
データ制御部43bにおいて、干渉量測定部56は、自走受信センサー部20から受信され、信号分離部42aによって分離された各信号源110からそれぞれ送信される信号についての到来方向推定処理部42bでの到来方向推定結果、及び、同じく上記信号についての信号解析部42cでの各解析項目の解析結果から、電波の干渉量を測定(電波干渉情報を生成)する処理を実施する。電波干渉情報としては、例えば、電界強度、コンスタレーション、掃引スペクトラム等の各解析項目が存在する。
In the
ヒートマップ生成部57は、自走受信センサー部20から受信され、信号分離部42aによって分離された各信号源110からそれぞれ送信される信号についての信号解析部42cでの電界強度の解析結果から、各信号源110のそれぞれに対応したヒートマップ(2D電界強度:二次元平面で表す電界強度)を生成する処理を行う。生成されたヒートマップ(図12、図14参照)は、電波干渉情報としてデータベース44に格納される。上述したヒートマップ生成処理を可能にすべく、解析処理部42では、該ヒートマップ生成処理に先立ち、信号分離部42aが各測定地点での混在した無線信号から、複数の信号源110のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行い、かつ、信号解析部42cが各信号源110のいずれかから送信された信号についての電界強度の解析処理を行う。
The heat
特に、上述した電波干渉情報の生成に関しては、解析処理部42では、入力部45より入力された測定地点の位置情報を付加した電波干渉情報を上記各信号源110毎に生成する処理機能を有している。なお、測定地点の位置情報は、入力部45からの入力に代えて位置測位センサーで得られた位置情報を用いてもよい。
In particular, regarding the generation of the radio wave interference information described above, the
補間処理部58は、ヒートマップ生成部57でのヒートマップの生成に際し、データベース44に格納されている電波干渉モニターエリア6内の既定の測定地点における上記各信号の電界強度の値から当該測定地点以外の地点における電界強度の値を算出し、その算出した電界強度の値を出力する補間処理を行う。補間処理のアルゴリズムとしては、例えば、最近傍補間、双一次補間、双三次補間等が適用される。ヒートマップ生成部57は、データベース44に格納されている既定の測定地点における電界強度の測定値と、上記補間処理により算出された測定地点以外の地点における電界強度の値とに基づいて上記ヒートマップを生成する。
When the heat
物体認識部59は、自走受信センサー部20から受信した撮像データに基づき、予め登録されている画像に基づいて信号源110としての物体を認識する機能部である。ここで画像としては、信号源110である、例えば、IoT無線部105の外観画像が登録されている。これにより、物体認識部59は、受信したIoT無線部105の外観画像を含む撮像データからその外観画像の特徴的な部分をキーとして当該IoT無線部105、すなわち信号源110を画像認識することができる。
The
干渉源位置推定部60は、物体認識部59と協働し、電波干渉モニターエリア6内の干渉源が所在している位置を推定する機能部である。干渉源の所在位置の推定においては、例えば、物体認識部59の物体認識機能により、認識対象物体として予め登録されている画像(信号源110、すなわち、IoT無線部105の外観画像)に合致する物体が画像認識されたときに、現在の地点からその物体(信号源110)が存在している地点までの方位と距離を測る必要がある。一例としては、画像認識により見つかった物体(信号源110)の方位を方位センサーで計測し、その物体(信号源110)までの距離を測距センサーにて計測したうえで、これら方位及び距離の計測値に基づいて信号源110の干渉源としての所在位置を推定することが可能となる。
The interference source
表示制御部61は、電波干渉モニターエリア6を規定するマップ領域を有する基本モニター画面70(図9参照)を表示部46に表示するとともに、マップ領域の任意の位置を指定する操作に応じて、電波干渉モニターエリア6内の当該指定された位置に対応して生成された電波干渉情報を表示部46に表示する表示制御を行う機能部である。図9に示す基本モニター画面70の構成において、電波干渉モニターエリア表示領域71は上記マップ領域を構成する。
The
また、表示制御部61は、基本モニター画面70の電波干渉モニターエリア表示領域71、すなわち、マップ領域に、信号源110が干渉源として所在することを示す干渉源所在マーク75を表示する表示制御機能も有している。表示制御部61は、干渉源位置推定部60による各信号源110の干渉源としての所在位置の推定結果を参照し、電波干渉モニターエリア表示領域71内の当該各信号源110(すなわち、干渉源)の所在位置にそれぞれ対応する個所に干渉源所在マーク75を表示するようになっている。図9に示すように、本実施形態では、一例として、星形形状の図形を干渉源所在マーク75として表示している。干渉源所在マーク75は、これに限るものではなく、マップ領域に対して明示的に表示できるものであれば様々な形態のものが適用可能である。
The
データベース44は、自走受信センサー部20から受信され、解析処理部42にて信号分離処理、到来方向推定処理、複数の解析項目の解析処理が実施された後、到来方向の推定結果、各解析項目の解析結果を電波干渉情報(ヒートマップを含む)として格納するための機能部である。データベース44はまた、ヒートマップ生成部57により生成されたヒートマップ、物体認識部59での物体認識に用いる認識対象物体の撮像データ、該撮像データに基づく物体認識結果、干渉源位置推定部60による干渉源(信号源110)の位置推定結果等のデータの格納も行うようになっている。
The
入力部45は、コマンドなど各種情報を入力するための機能部であり、キーボード、マウス等の入力装置により構成されている。本実施形態において、入力部45は、到来方向推定処理に係る周波数設定、電波干渉モニター処理の開始、あるいは終了、遠隔制御のための各種の指示及び制御情報等を入力する機能(操作部としての機能)を備えていてもよい。
The
表示部46は、上記各種情報の入力画面や測定結果など、各種情報を表示する機能部である。本実施形態において、表示部46は、電波干渉モニターのための各種画面(図8~図14参照)を表示する機能を有している。表示部46は、設定パラメータやコマンドなどを入力可能とするためにタッチパネル等で構成されていてもよい。
The
上述したように、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、周辺の無線環境から到来する到来信号、すなわち、電波干渉モニターエリア6内で複数の信号源110から送信される混在した無線信号を、各測定地点を経由して自動走行するように遠隔制御される自走受信センサー部20のアンテナ装置10でそれぞれ受信し、各測定地点での受信データをデータ処理装置40に送り、データ処理を行うことにより、自走受信センサー部20にて各測定地点で受信された受信データから、各信号源110から送信される信号を分離して各信号源110から送信される信号の到来方向を推定するとともに、信号源110毎の電界強度等の諸特性を測定するものである。さらに電波干渉モニター装置1は、自走受信センサー部20のカメラ部9での撮像データから信号源110(すなわち、IoT無線部105)を画像認識し、その画像認識結果を利用して信号源110が所在する地点へと自走受信センサー部20を移動させたうえでその信号源100の干渉源としての所在位置を推定し、推定された干渉源の所在位置を、電波干渉モニターエリア6を模したマップ領域に干渉源所在マーク75を用いて表示する表示制御機能も有している。
As described above, the radio
本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、例えばローカル5G環境での使用が可能なものであり、捕捉する到来信号の周波数帯としては、例えば、4.6GHz~4.8GHz及び28.2GHz~29.1GHz等の帯域が想定されている。電波干渉モニター装置1は、ローカル5G環境での使用に限定されるものではなく、例えば、WiFiなどの他の無線システムでの使用にも適用できるものである。
The radio
なお、電波干渉モニター装置1において、自走受信センサー部20に備えられるアンテナ装置10は、上述した構成に限られるものではない。上述した周波数帯でのエリア間端末間干渉、基地局間干渉等に対して到来方向、及び諸特性を網羅的に取得できるものであれば、アンテナの種別、数、配列、駆動方式、到来方向推定方法等について種々の方式が適用可能である。
In addition, in the radio wave
次に、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1の動作について説明する。電波干渉モニター装置1での電波干渉情報(解析結果データ)取得処理に係る自走受信センサー部20とデータ処理装置40との間の動作制御シーケンスを図6に示している。
Next, the operation of the radio wave
電波干渉モニター装置1を用い、例えば、電波干渉モニターエリア6(図2参照)内での電波干渉モニターを行うにあたっては、図6に示すように、データ処理装置40側から自走受信センサー部20を初期化する必要がある。
For example, when monitoring radio interference within the radio interference monitoring area 6 (see FIG. 2) using the radio
これを実現すべく、データ処理装置40では、例えば、図示しないネットワーク等に設けられる格納手段から測定・移動シナリオを適宜な方法でダウンロードし、通信制御部50が、例えば、入力部45での所定の初期化操作に応じて、ダウンロードした測定・移動シナリオを初期化指示とともに自走受信センサー部20に送出する(ステップS10)。
In order to realize this, the
自走受信センサー部20では、データ処理装置40から送出される測定・移動シナリオ、及び初期化指示を通信制御部12で受信する。引き続き、通信制御部12は、初期化指示にしたがって、受信した測定・移動シナリオを新たな測定・移動シナリオとして保持することによって自走受信センサー部20を初期化する(ステップS20)。
In the self-propelled
上記ステップS10で自走受信センサー部20に対して測定・移動シナリオ、及び初期化指示を送出した後、データ処理装置40は、モニター条件設定部51によりモニターする周波数帯を含むモニター条件の設定指示を通信制御部50により自走受信センサー部20に対して送出する(ステップS11)。
After sending the measurement/movement scenario and initialization instructions to the self-propelled
これに対し、自走受信センサー部20では、通信制御部12が、データ処理装置40から送出されるモニター条件の設定指示を受信し、該設定指示に基づきモニター対象の周波数帯を含むモニター条件の設定を行う(ステップS21)。
On the other hand, in the self-propelled
上記ステップS21でモニター条件の設定が行われるのを待って、データ処理装置40では、走行制御部54が自走受信センサー部20に対して移動指示を通信制御部50により送出する(ステップS12)。
Waiting for the monitoring conditions to be set in step S21, in the
このとき、自走受信センサー部20は、電波干渉モニターエリア6における走行経路(図5参照)の最初の測定地点の直前の位置(図5に符号Sで示す)にある。自走受信センサー部20では、データ処理装置40から送出される移動指示を通信制御部12が受信すると、測定・移動シナリオにしたがって自走機能部8を駆動し、自走受信センサー部20を最初の測定地点まで移動させるように制御する(ステップS22)。
At this time, the self-propelled
引き続き自走受信センサー部20では、通信制御部12が、測定・移動シナリオにしたがって測定動作を実行させ、その測定動作によって得た受信データ等のデータをデータ処理装置40に対してアップロードする制御を実施する(ステップS23)。この測定動作において、通信制御部12は、例えば、アンテナ駆動指令を送出してアンテナ装置10の3つのアンテナ素子を回転駆動させながら、測定地点での混在する無線信号を受信する受信動作を行うようにアンテナ装置10を駆動制御する。この受信動作によって受信された無線信号は受信データとしてデータ処理装置40へとアップロードされる。さらに通信制御部12は、カメラ部9を駆動制御して画像の撮像を行わせ、その撮像データをデータ処理装置40に対してアップロードする制御を実施する。
Subsequently, in the self-propelled
一方、上記ステップS12で自走受信センサー部20に対して移動指示を送出した後、データ処理装置40では、ステップS23での測定動作により自走受信センサー部20から送られてくるデータに基づいて干渉量算出、到来方向の推定、測定結果管理、物体認識の各処理を実行する(ステップS13)。
On the other hand, after sending the movement instruction to the self-propelled
上記ステップS13における干渉量算出、到来方向の推定、測定結果管理の各処理については、例えば、以下のように実施される。すなわち、データ処理装置40では、自走受信センサー部20からアップロードされる自走受信センサー部20での上記受信データを通信部41により受信し、該受信データを解析処理部42に入力する。
The processes of calculating the amount of interference, estimating the direction of arrival, and managing the measurement results in step S13 are performed, for example, as follows. That is, in the
解析処理部42では、自走受信センサー部20から受信した受信データ、すなわち、自走受信センサー部20により各測定地点にて受信された混在した無線信号から、複数の信号源110のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を信号分離部42aで行う。また、到来方向推定処理部42bは、信号分離した複数の信号源110のそれぞれから送信される信号についての到来方向推定処理(「到来方向の推定」)を行い、さらに信号解析部42cでは、信号分離した複数の信号源110のそれぞれから送信される信号についての電界強度、コンスタレーション及び掃引スペクトラムの各解析項目についての解析処理(「干渉量算出」)を、各測定地点にて受信された混在した無線信号毎に実行する。
The
解析処理部42での解析処理により得られる複数の解析項目の解析結果データは、電波干渉情報としてモニター情報としてデータベース44に格納される(「測定結果管理」)。ここで予め所定の空間内での測定地点での位置情報が記録され、測定地点での解析処理部42で行った各解析項目の解析結果は上記位置情報に関連付けてデータベース44に格納されるようになっている。
Analysis result data of a plurality of analysis items obtained through analysis processing in the
また、ヒートマップ生成部57では、データベース44に格納された、解析処理部42による電界強度の解析結果に基づいて、測定地点以外の地点については電界強度の補間処理を行うことにより、複数の信号源110のそれぞれに対応したヒートマップを生成する処理をさらに実行する。生成されたヒートマップについても、電波干渉情報(解析結果データ)としてデータベース44に格納される(「干渉量算出」、「測定結果管理」)。
In addition, the heat
また、上記ステップS13における物体認識の処理については、例えば、以下のように実施される。すなわち、物体認識の処理に際し、データ処理装置40では、自走受信センサー部20からアップロードされる撮像データを通信部41により受信し、受信した撮像データをデータ制御部43bの物体認識部59に入力する。物体認識部59では、自走受信センサー部20から受信した撮像データから予め登録されている画像認識対象の物体(例えば、信号源110であるIoT無線部105)を認識する(見つけ出す)物体認識処理を実行する。
Further, the object recognition process in step S13 is performed as follows, for example. That is, during object recognition processing, in the
次いで、データ処理装置40では、例えば、走行制御部54が、上記ステップ13における物体認識処理の結果、物体(信号源110)らしきものが認識されたか否かを判定する(ステップS14)。ここで信号源110らしきものが認識されなかった場合(ステップS13でNO)、データ処理装置40では、走行制御部54が自走受信センサー部20に対して移動指示を通信制御部50により送出する(ステップS12)。
Next, in the
一方、自走受信センサー部20では、データ処理装置40から送出される移動の指示を通信制御部12が受信すると、測定・移動シナリオにしたがって自走機能部8を駆動し、自走受信センサー部20を次の測定地点まで移動させる(ステップS22)。
On the other hand, in the self-propelled
これ以後、自走受信センサー部20での測定動作、及びデータアップロードの処理が行われ(ステップS23)、さらにデータ処理装置40での干渉量算出、到来方向の推定、測定結果管理、物体認識の各処理が実行される(ステップS13)。
After this, the self-propelled
上記物体認識の処理の結果、信号源110らしき物体が認識されていない場合(ステップS14でNO)、データ処理装置40でのステップS12の処理、自走受信センサー部20でのステップS23の処理、及びデータ処理装置40でのステップS13の処理が継続して実施される。
As a result of the object recognition process, if an object that looks like the
これに対し、ステップS13での物体認識処理の結果、信号源110らしき物体が認識された場合(ステップS14でYES)、走行制御部54は自走受信センサー部20に対して画像認識された信号源110らしき物体が所在する地点(任意の地点)への移動指示を通信制御部50により送出する(ステップS15)。
On the other hand, if an object resembling the
自走受信センサー部20では、データ処理装置40から送出される任意の地点(信号源110らしき物体が所在する地点)への移動の指示を通信制御部12が受信すると、測定・移動シナリオに依存することなく自走機能部8を駆動し、自走受信センサー部20を当該測定地点(移動の起点)から当該移動の指示によって示された任意の地点へと移動させるように制御する(ステップS24)。
In the self-propelled
任意の地点に到達すると、自走受信センサー部20では、上記ステップS23と同様の測定動作を実行させ、受信データ及び撮像データをデータ処理装置40に対してアップロードするとともに、干渉源位置推定用データのアップロードも行う(ステップS25)。干渉源位置推定用データは、例えば、上記ステップS24での移動に際しての移動の起点となった測定地点から到達した地点(任意の地点)までの方位と距離のデータである。
When the arbitrary point is reached, the self-propelled
一方、上記ステップS15で自走受信センサー部20に対して任意の地点への移動の指示を送出した後、データ処理装置40では、ステップS25での受信動作によって自走受信センサー部20から送られてくるデータ(例えば、受信データ)に基づき、上記ステップS13と同様、干渉量算出、到来方向の推定、測定結果管理の各処理を実行する(ステップS16)。
On the other hand, after sending an instruction to move to an arbitrary point to the self-propelled
ステップS16において、データ処理装置40では、上記ステップS25での受信動作に合わせて自走受信センサー部20から送られてくる干渉源位置推定用データをデータ制御部43bの干渉源位置推定部60に入力し、該干渉源位置推定部60が干渉源位置推定用データに基づいて信号源110の干渉源としての位置を推定する処理を実施する。さらに干渉源位置推定部60は、推定した干渉源の所在位置を例えばデータベース44に格納する地点登録の処理を実施する。
In step S16, the
ステップS16において、干渉量算出、到来方向の推定、測定結果管理、干渉源の位置推定、地点登録の各処理を行った後、データ処理装置40の処理はステップS12へと戻る。その後、電波干渉モニター装置1では、データ処理装置40と自走受信センサー部20との間で、ステップS12、S22、S23、S13、S14、S12の一連の処理、若しくは、ステップS14、S15、S24、S25、S16、S12の一連の処理が繰り返し実施される。これにより、最後の測定地点(図5の符号Fで示す地点)での測定動作が終了したときには、電波干渉モニターエリア6全域を網羅する電波干渉情報、及び干渉源の所在位置の地点登録がなされていることになる。
In step S16, after calculating the amount of interference, estimating the direction of arrival, managing the measurement results, estimating the position of the interference source, and registering the point, the processing of the
次に、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1の電波干渉モニター処理動作について図7に示すフローチャートを参照して説明する。図7において、ステップS30~S40は図6の動作制御シーケンス中、データ処理装置40によるステップS12~S16の処理に相当し、ステップS40、S41、S42は、図6のステップS13、S16の測定結果管理処理によってデータベース44に記憶された解析結果データ(電波干渉情報)に基づく表示制御を示している。
Next, the radio wave interference monitoring processing operation of the radio wave
本実施形態に係る電波干渉モニター装置1において、電波干渉モニター処理を実行するには、図6に示すように、データ処理装置40から自走受信センサー部20に対して移動指示、若しくは任意の地点への移動指示を送出する(ステップS12、S15参照)必要がある。移動指示、若しくは任意の地点への移動指示は、例えば、データ処理装置40の入力部45での所定の移動指示操作を受け付けて、通信制御部50の制御下で自走受信センサー部20へと送出することができる。
In the radio wave
ここでデータ処理装置40から自走受信センサー部20に対して移動指示を送出したものとする(ステップS30)。この場合、その後、データ処理装置40は、当該移動指示を受信した自走受信センサー部20から送信される受信データ(図6のステップS23参照)、すなわち、自走受信センサー部20が自動走行していく中で各測定地点にて受信された混在した無線信号と、同じく自走受信センサー部20から送信される撮像データを通信部41により受信する(ステップS31)。
Here, it is assumed that the
ステップS31の処理をより詳しく説明すると、上記移動指示を受信した自走受信センサー部20において、通信制御部12は、データ処理装置40のアンテナ制御部52と協働してアンテナ装置10を対象に到来方向推定に必要な制御を行う。これに合わせてデータ処理装置40の遠隔制御部43aが、通信制御部12と協働し、モニター条件設定部51により予め設定されているモニターする周波数帯の無線信号をアンテナ装置10で受信させ、受信した無線信号の受信処理を行わせるように自走受信センサー部20を駆動制御する。
To explain the process in step S31 in more detail, in the self-propelled
この駆動制御により、自走受信センサー部20では、アンテナ装置10による当該測定地点での受信信号が周波数変換部11aにより周波数変換され、該周波数変換後の無線信号がAD変換部11bでアナログ信号からデジタル信号に変換されて受信データとしてバッファ部11cに保存される。バッファ部11cに保存された受信データは、通信制御部12により適宜なタイミングで取り出されてデータ処理装置40に送出される。
Through this drive control, in the self-propelled
上記ステップS31において、データ処理装置40では、自走受信センサー部20から送出された受信データ(自走受信センサー部20がそれぞれの測定地点にて受信処理した混在した無線信号)を通信部41により受信し、該受信データを解析処理部42に入力する。ここで解析処理部42は、自走受信センサー部20から受信されたそれぞれの測定地点での受信データを対象とする各解析項目の解析処理を実施する(ステップS32)。
In the above step S31, the
ステップS32の処理についてより詳しく述べると、ステップS31で受信された自走受信センサー部20からの受信データ、すなわち、それぞれの測定地点にて受信された混在した無線信号は、解析処理部42の信号分離部42aに入力する。信号分離部42aは、入力する無線信号から当該測定地点でその周囲から到来する複数の信号源成分をそれぞれ分離し、分離した信号源成分を到来方向推定処理部42b、及び信号解析部42cへ入力する。
To describe the process in step S32 in more detail, the reception data from the self-propelled
到来方向推定処理部42bは、分離されて入力する無線信号、すなわち、当該測定地点にて受信される混在した無線信号毎にその到来方向を推定する処理を実施する。到来方向の推定処理については、例えば、複数の信号源110のいずれかから送信された無線信号(信号源成分)が分離された状態で特許文献1に記載されるような探査方法を適用して電波の到来方向を信号源110毎に推定することができる。また、信号解析部42cは、分離されて入力する無線信号毎に、電波干渉モニターに必要とされる解析項目について解析する処理を実施する。
The arrival direction
ステップS32で無線信号の解析処理(信号分離、到来方向推定、解析)を実施した後、データ制御部43bは、その解析処理による解析結果(到来方向推定結果、及び解析結果)を取り込み、当該測定地点での各信号源110から送信される混在した無線信号の解析結果データとしてデータベース44に格納させる(ステップS33)。
After performing the radio signal analysis process (signal separation, arrival direction estimation, analysis) in step S32, the
ここでデータ制御部43bは、電波干渉モニターエリア6内の当該測定地点での位置情報に関連付けて上記解析結果データをデータベース44に格納させるようになっている。データベース44は、電波干渉モニターエリア6内の各測定地点の位置情報が予め記録されている構成であってもよい。
Here, the
また、データ処理装置40では、上記ステップS31で自走受信センサー部20から受信データとともに受信した撮像データを通信部41からデータ制御部43bの物体認識部59へと入力する。ここで物体認識部59は、入力する撮像データ中に予め登録した認識対象の物体、例えば、信号源110(IoT無線部105)らしき物体が存在するか否かに関する画像認識を行う(ステップS34)。この画像認識において、物体認識部59により認識対象の物体が存在しないと判定された場合(ステップS35でNO)、自走受信センサー部20に対して、再度、移動指示を送出する(ステップS30)。これ以後、データ処理装置40では、ステップS30~S35の処理を続行する。
Further, in the
これに対し、物体認識部59により認識対象の物体(信号源110)が存在すると判定された場合(ステップS35でYES)、データ処理装置40は、自走受信センサー部20に対して、この物体が所在している地点(任意の地点)への移動指示を送出する(ステップS36)。
On the other hand, if the
引き続きデータ処理装置40は、ステップS35での任意の地点への移動指示を受信した自走受信センサー部20から送信される移動先の任意の地点での受信データと、同じく自走受信センサー部20から送信される干渉源位置推定用データを通信部41により受信する(ステップS37)。干渉源位置推定用データとしては、例えば、方位センサーにより測定された方位データ、測距センサーにより測定された距離データ等が挙げられる。方位データは、例えば、ステップS36での移動開始点とその後の到達地点を結ぶ線の方位を示し、距離データは、同じく移動開始点と到達地点間の処理を示す。
Subsequently, the
次いで、データ処理装置40は、上記ステップS32と同様の無線信号の解析処理、及び上記ステップS33と同様の解析結果データのデータベース44への格納処理を実行する(ステップS38)。
Next, the
さらにデータ処理装置40では、干渉源位置推定部60が、上記ステップS37で受信した干渉源位置推定用データに基づいて、認識対象物体として登録されている信号源110(IoT無線部105)の干渉源としての所在位置を推定する処理を実行し、その推定された所在位置を当該干渉源に対応してデータベース44に登録する地点登録の処理を行う(ステップS39)。
Further, in the
ステップS39での地点登録の処理が終わると、データ処理装置40では、例えば、走行制御部54が、次の測定地点があるか否かをチェックする(ステップS40)。ここで次の測定地点があると判定されると(ステップS40でYES)、データ処理装置40では、ステップS30以降の処理を継続して実施する。
When the point registration process in step S39 is completed, in the
これに対し、次の測定地点がないと判定されると(ステップS40でNO)、引き続き、ヒートマップ生成部57は、それまでにデータベース44に格納された解析結果データのうちの電界強度の解析結果に基づいて、測定地点以外の地点については例えば補間処理部58により上述した電界強度の補間処理を行わせることにより、複数の信号源110のそれぞれに対応したヒートマップを生成する(ステップS41)。
On the other hand, if it is determined that there is no next measurement point (NO in step S40), the heat
ステップS41での電界強度の補間処理において、補間処理部58は、電波干渉モニターエリア6内の既定の測定地点における上記各信号の電界強度の測定値から当該測定地点以外の地点における電界強度の値を算出する。
In the electric field strength interpolation process in step S41, the
上述したヒートマップ、及び各解析項目の電波干渉情報の生成処理、干渉源の推定位置を登録する地点登録の処理(ステップS39参照)が完了した後、例えば、入力部45での電波干渉情報を表示するための所定の表示開始操作を受け付けると、表示制御部61は、各信号源110の測定地点毎の解析結果データをデータベース44から読み出し(ステップS42)、各測定地点、及び測定補間地点に対応して生成された電波干渉情報を、表示部46に、例えば、図9に示すような基本モニター画面70を用いて表示する制御を行う。ここで表示制御部61は、図7のステップS39で地点登録された干渉源、すなわち、信号源110の所在位置の情報を読み出し、基本モニター画面70のマップ領域、すなわち、電波干渉モニターエリア表示領域71の各信号源110の所在位置に対応する個所に干渉源所在マーク75を合わせ表示するように制御する(ステップS43)。
After the heat map and the radio interference information generation process for each analysis item and the point registration process for registering the estimated position of the interference source (see step S39) are completed, for example, the radio interference information in the
ステップS42における電波干渉情報の表示制御の実施中、入力部45での所定の終了操作に応じて基本モニター画面70を閉じ、一連の電波干渉モニター処理動作を終了することができる。
During the display control of the radio wave interference information in step S42, the
次に、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1の図7のステップS43における電波干渉情報表示処理動作について、図8に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
Next, the radio interference information display processing operation in step S43 in FIG. 7 of the radio
図8における電波干渉情報表示処理は、例えば、入力部45で所定の表示処理開始操作を受け付けることにより開始される。上記表示処理開始操作を受け付けると、表示制御部61は、まず、電波干渉モニターに用いる基本モニター画面70を表示部46に表示する(ステップS50)。
The radio wave interference information display process in FIG. 8 is started, for example, by receiving a predetermined display process start operation at the
基本モニター画面70は、図9に示すように、電波干渉モニターエリア6(例えば、図2に示す電波干渉モニタリング対象領域の平面配置イメージ)を模したエリア画像71a、及び格子状に区分けされた格子状マップ画像71bが重ね合わされた電波干渉モニターエリア表示領域71、及び各種の操作を行う操作部領域72と、を有している。操作部領域72は、各種指令等に係る操作を行う部分であり、この例の場合は、電波干渉モニターエリア表示領域71に表示される情報の拡大縮小の指示操作を行う機能部で構成されている。操作部領域72は、他の操作機能を有する構成であってもよい。
As shown in FIG. 9, the
電波干渉モニターエリア表示領域71には、上述したように、干渉源位置推定部60にて推定された干渉源(信号源110)の所在位置に対応する個所に干渉源所在マーク75が表示される(ステップS51)ようになっている(図9参照)。表示された干渉源所在マーク75を確認することで、ユーザは、電波干渉モニターエリア表示領域71内での干渉源として各信号源110の所在位置を目視によって容易に認識できるようになる。
As described above, in the radio wave interference monitor
また、電波干渉モニターエリア表示領域71においては、格子状マップ画像71bに対して、例えば、入力部45から、電波干渉モニターエリア6内の任意の地点に対応する位置を選択的に指定できるようになっている。表示制御部61は、入力部45からの格子状マップ画像71bの任意の位置を指定する操作に応じて、電波干渉モニターエリア6内の当該指定された位置への到来信号から分離された各信号源110から送信される信号に関する電波干渉情報を表示部46に表示するようになっている。但し、指定された位置が上述した既定の測定地点以外の地点に対応する位置である場合には、表示される電波干渉情報は、ヒートマップに限られる。
Furthermore, in the radio wave interference monitor
基本モニター画面70において、格子状マップ画像71bを構成する縦、横の線(点線)の交点は、電波干渉モニターエリア6における既定の測定地点(図5に黒丸で示す地点)に相当する。これにより、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1では、入力部45からの格子状マップ画像71bの上記交点に当たる位置を指定することで、当該指定された位置への到来信号に関する電波干渉情報を基本モニター画面70上で確認することができる。
On the
なお、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1においては、既定の測定地点の他、例えば、信号源110、すなわちIoT無線部105らしき物体が所在している地点(任意の地点)についても、その地点まで遠隔制御により自走させたうえで干渉量算出処理(電波干渉情報の生成処理)を実施するようになっている(図6のステップS25参照)。このため、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1では、入力部45からの格子状マップ画像71bの干渉源所在マーク75が表示されている位置を指定した場合においても、当該指定された位置への到来信号に関する電波干渉情報を基本モニター画面70上で確認することができる。
In addition, in the radio
さらに電波干渉モニター装置1では、電波干渉モニターエリア6内における測定地点ではない地点(非測定地点)が指定された場合についても、当該指定された非測定地点への到来信号から分離された信号源成分に関する電波干渉情報(但し、ヒートマップに限られる)を基本モニター画面70上で確認できるようになっている。
Further, in the radio
これを実現すべく、データ処理装置40の制御部43には、補間処理部58が備わっている。補間処理部58は、ヒートマップ生成部57でのヒートマップの生成に際し、既定の測定地点における分離された各信号(信号源成分)の電界強度の測定値から当該測定地点以外の地点における電界強度の値を算出し、その算出した電界強度の値を出力する補間処理機能を有している。補間処理部58がその値を補間できる電波干渉情報は、ヒートマップに限られるものとなっている。これにより、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1では、ヒートマップについては、電波干渉モニターエリア6(図2参照)における非測定地点に相当する地点についても基本モニター画面70上で確認することが可能となる。
In order to realize this, the
上述した画面構造を有する基本モニター画面70を表示部46に表示している(ステップS50、S51)ときに、電波干渉状態の確認を望む場合、ユーザは、電波干渉モニターエリア表示領域71上で所望の確認要求地点を指定する操作を行う(ステップS52)。
When the
確認要求地点が指定されると、表示制御部61は、データベース44に格納されている解析結果データのうちの当該指定された要求地点に対応する解析結果データに基づいて、当該要求地点に到来している分離した各信号源110から送信される無線信号の到来方向を示す信号源毎到来方向図73を、電波干渉モニターエリア表示領域71に重ねて表示する(ステップS53)。
When the confirmation request point is specified, the
ここで信号源毎到来方向図73について、図10を参照して詳しく説明する。図10は、信号源毎到来方向図73を拡大して示す図であり、(a)は当該要求地点での信号源110から送信される信号の到来方向が0度のときの例を示し、(b)は同じく到来方向が90度のときの例を示している。図10に示すように、信号源毎到来方向図73は、当該測定地点を中心とする360度の方位(円)を規定する方位円図81a上に、当該測定地点に到来する到来信号の全方位の受信電力を周方向に連続する線(雲形の線)で現す受信電力グラフ81bを表示する画面構造を有している。受信電力グラフ81bは、円の中心から周方向端部までの距離によって受信電力の大きさが表現され、中心からの距離が大きいほど電力が大きいことを示している。また、受信電力が最大である方位は当該到来信号の到来方向とされ、その到来方向は矢印81cによって示されるようになっている。すなわち、信号源毎到来方向図73は、矢印81cが示している方向から到来信号が到来していることを表現するようになっており、到来方向の方位の角度を到来方向欄81d内に合わせ表示するようになっている。
Here, the direction-of-
図9においては、符号Po1で示す確認要求地点(既定の測定地点:小さい丸印で示す)に2つの信号源110(例えば、干渉源所在マーク75によって示される2つの干渉源)からそれぞれ送出された2つの無線信号が到来しているときの信号源毎到来方向図73の表示例を示している。この信号源毎到来方向図73では、左側領域に1つ目の無線信号(信号源110)に対応する図10(a)に示す態様の到来方向図73aが表示され、右側領域に2つ目の信号源110に対応する図10(b)に示す態様の到来方向図73bが表示されている。
In FIG. 9, signals are transmitted from two signal sources 110 (for example, two interference sources indicated by interference source location marks 75) to a confirmation request point (default measurement point: indicated by a small circle) indicated by symbol Po1. A display example of the direction-of-arrival diagram 73 for each signal source is shown when two radio signals are arriving. In this direction-of-arrival diagram 73 for each signal source, the direction-of-arrival diagram 73a in the form shown in FIG. An arrival direction diagram 73b in the form shown in FIG. 10(b) corresponding to the
図10(a)を参照すると、信号源毎到来方向図73の左側領域に表示される1つ目の信号源110については、同図の真上、すなわち方位円図81aで「0度」に規定された方位から到来していることが判別できる。また、図10(b)を参照すると、信号源毎到来方向図73の右側領域に表示される2つ目の信号源110については、同図の右側、すなわち方位円図81aで「90度」に規定された方位から到来していることが判別可能である。図9においては、確認要求地点として規定の測定地点が指定されたときの信号源毎到来方向図73の表示例を挙げているが、干渉源所在マーク75に対応する地点が指定された場合にも、同様にして、信号源毎到来方向図73が表示されることとなる。
Referring to FIG. 10(a), the
図9に示す基本モニター画面70においては、信号源毎到来方向図73の左側領域に表示された到来方向図73aまたは右側領域に表示された到来方向図73bのいずれかを選択する操作を行うことにより、当該選択された到来方向図73a、または73bに対応する信号源110の電波干渉情報を基本モニター画面70上に表示して確認できるようになっている。電波干渉情報は、基本モニター画面70上に表示する構成に限らず、例えば、選択するたびに表示窓を増やすマルチウィンドウなどを用いて表示する構成であってもよい。マルチウィンドウを用いて表示する構成によれば、前に選択されている電波干渉情報を消すことなくそれまでに選択された全ての電波干渉情報間の目視比較が可能となる。
On the
再び図8に戻って電波干渉情報表示処理について説明する。上記ステップS53で信号源毎到来方向図73を表示した状態でいずれかの信号源110の電波干渉情報を確認する場合、ユーザは、信号源毎到来方向図73における所望の信号源110に対応する到来方向図73a、または73bのいずれかを選択する(ステップS54)。
Returning to FIG. 8 again, the radio wave interference information display process will be described. When confirming the radio wave interference information of any
到来方向図73a、または73bの選択を受け付けることにより、表示制御部61は、該選択された到来方向図に対応する信号源110に関する電波干渉情報の選択メニューを表示する(ステップS55)。選択メニューは、電波干渉情報の各解析項目(掃引スペクトラム、ヒートマップ、コンスタレーション等)を選択可能な構成となっている。
By accepting the selection of the direction of arrival diagram 73a or 73b, the
これにより、上記ステップS55で上記選択メニューの中から所望の信号源110に対応するいずれかの解析項目の選択が行われると、表示制御部61は、該選択された解析項目の解析結果データをデータベース44から読み出し、電波干渉情報として表示部46に表示する制御を行う(ステップS56)。
As a result, when any analysis item corresponding to the desired
ここで表示制御部61は、ステップS55で選択された解析項目が、例えば、掃引スペクトラム、ヒートマップ、コンスタレーションの場合には、それぞれ、例えば、図11、図12、図13に示す態様で当該解析項目の電波干渉情報を表示するように制御する。
Here, if the analysis item selected in step S55 is, for example, a sweep spectrum, a heat map, or a constellation, the
図8に示す一連の電波干渉情報表示制御によれば、所定の空間を規定する電波干渉モニターエリア表示領域(マップ領域)71を有する基本モニター画面70を表示し、マップ領域の任意の位置、分離した信号源110毎の到来方向図73、各解析項目及びヒートマップを順に指定する操作に応じて、指定された任意の位置に対応する解析項目毎の解析結果及びヒートマップの生成結果をさらに電波干渉情報として表示することができる。これにより、マップ領域の任意の位置を指定することで、当該任意の位置での複数の信号源110に対応する各解析項目の電波干渉情報を選択的に可視化して表示し、容易に確認することが可能になる。しかも、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1においては、基本モニター画面70のマップ領域には信号源(干渉源)110の所在位置が干渉源所在マーク75によって明示されている。これにより、ユーザは、掃引スペクトラム、ヒートマップ、コンスタレーション等の解析項目を選択的に表示させて確認する前に、基本モニター画面70を開いた段階で干渉源の所在位置を容易に確認できるようになる。
According to the series of radio wave interference information display control shown in FIG. The direction of arrival diagram 73 for each
次に、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1における電波干渉情報の具体的な表示形態について図11~図13を参照して説明する。
Next, a specific display form of radio wave interference information in the radio wave
図8のステップS56での電波干渉情報の表示制御において、表示制御部61は、同ステップS55での解析項目「掃引スペクトラム」の選択に応じて、基本モニター画面70上に、図11に示す掃引スペクトラム確認画面82を用いて掃引スペクトラムを可視化表示する。掃引スペクトラムは、上述したように、マルチウィンドウなどを用いて表示するようにしてもよい。
In controlling the display of radio wave interference information in step S56 of FIG. 8, the
図11に示すように、掃引スペクトラム確認画面82は、波形表示領域82aと、共通データ表示領域82bとを有している。波形表示領域82aは、当該測定地点に対応する信号源110の掃引スペクトラム波形を表示する領域である。波形表示領域82aは、掃引スペクトラム波形の表示領域の周囲に、当該信号源110の分析に係る情報等を表示するエリアが設けられ、当該エリアにRBW等の設定データが表示される。共通データ表示領域82bは、例えば「Frequency and Time」、「Level」、「Trigger」等の欄を有し、各欄内に当該欄に対応する設定データを表示するようになっている。
As shown in FIG. 11, the sweep
また、表示制御部61は、図8のステップS55での解析項目「ヒートマップ」の選択に応じて、同ステップS56においては、基本モニター画面70上に、図12に示すヒートマップ確認画面83を用いてヒートマップを可視化表示する。
In addition, in response to the selection of the analysis item "heat map" in step S55 of FIG. 8, the
図12に示すように、ヒートマップ確認画面83は、エリア画像83aと、格子状マップ画像83bと、電波状況画像83cと、を透視可能状態に重ねて表示する画面構造を有している。エリア画像83aは、例えば、基本モニター画面70(図9参照)の電波干渉モニターエリア表示領域71を構成するエリア画像71aに相当するものであり、格子状マップ画像83bは同じく格子状マップ画像71bに相当するものである。電波状況画像83cは、電波干渉モニターエリア6内での到来信号の電界強度が色の濃淡によって表示されるようになっている。ここで到来信号の電界強度は、例えば、色が濃いほど電界強度が強いことを示すようになっている。
As shown in FIG. 12, the heat
このように、ヒートマップ確認画面83は、複数の測定地点が所在する電波干渉モニターエリア6を模したエリア画像83a上に、電波状況画像83cによって、当該電波干渉モニターエリア6内での到来信号の電界強度の分布を色の濃淡によって表示できるようになっている。ヒートマップ確認画面83と基本モニター画面70との構造上の違いは、前者が電界強度(電波状況画像83c)表示の機能を有し、後者が電界強度表示の機能を有していない点にある。ヒートマップについても、ヒートマップ確認画面83を用いて表示することに限らず、マルチウィンドウを用いて他の電波干渉情報とともに表示するようにしてもよい。
In this way, the heat
また、表示制御部61は、図8のステップS55での解析項目「コンスタレーション」の選択に応じて、同ステップS56においては、基本モニター画面70上に、図13に示すコンスタレーション確認画面84を用いてコンスタレーションを可視化表示する。
In addition, in response to the selection of the analysis item "constellation" in step S55 of FIG. 8, the
図13に示すように、コンスタレーション確認画面84は、グラフ表示領域84aを有し、該グラフ表示領域84aに、当該測定地点に到来する到来信号のコンスタレーションに関する分析結果が表示されるようになっている。
As shown in FIG. 13, the
ところで、図9に示す基本モニター画面70、図11、図12、図3にそれぞれ示す掃引スペクトラム確認画面82、ヒートマップ確認画面、コンスタレーション確認画面84については、電波干渉モニターエリア6全域での測定が終了するまで各項目の解析結果データや干渉源位置推定結果等の測定データを格納していき、電波干渉モニターエリア6全域での測定が終了した後、当該電波干渉モニターエリア6を模した電波干渉モニターエリア表示領域71の全域を一括で表示し、そこから電波干渉情報の選択的表示へと進めることを前提とする形態を例示している。
By the way, the
ここで、自走受信センサー部20をデータ処理装置40からの遠隔制御により電波干渉モニターエリア6内を自走させて測定完了領域を随時拡張していく本実施形態の電波干渉モニター装置1においては、測定の進行に合わせて、基本モニター画面70における電波干渉情報の表示アリアも随時拡張していく表示方式も採り得るものである。
Here, in the radio wave
(変形例)
上述した観点から、本実施形態に係る変形例においては、電波干渉情報の表示制御において、測定の進行に合わせて、基本モニター画面70における電波干渉情報の表示エリアアを随時拡張していく表示方式を採用したものである。
(Modified example)
From the above-mentioned point of view, in the modification according to the present embodiment, in the display control of radio wave interference information, a display method is adopted in which the display area of the radio wave interference information on the
図14は、本実施形態の変形例に係る電波干渉モニター装置(便宜的に、符号1Aを付して識別する)におけるヒートマップ確認画面70A、70B、70Cの遷移を示す図である。図14に示すように、変形例に係る電波干渉モニター装置1Aにおいて、表示制御部61は、電波干渉モニターエリア6の測定の進行に合わせて、エリアサイズが異なるヒートマップ確認画面70A、70B、70Cを表示部46に表示する制御機能を有している。
FIG. 14 is a diagram showing transitions of heat map confirmation screens 70A, 70B, and 70C in a radio wave interference monitoring device (identified by reference numeral 1A for convenience) according to a modification of the present embodiment. As shown in FIG. 14, in the radio interference monitoring device 1A according to the modification, the
図14によれば、測定開始してからの時間は、時刻A、時刻B、時刻Cの順に経過し、時間が経過するほど、表示完了エリアが拡張している。表示制御部61は、測定開始後、時刻A、時刻B、時刻Cに表示処理開始操作が受け付けられた場合には、その時点で測定完了しているエリアまでを網羅する、順にエリアが広いヒートマップ確認画面70A、70B、70Cをそれぞれ表示するようになっている。これを実現するためには、例えば、図8に示すフローチャートにおいて、ステップS41でのヒートマップ生成処理を、ステップS33の直後に移すようにすればよい。
According to FIG. 14, the time from the start of measurement elapses in the order of time A, time B, and time C, and the display completion area expands as time elapses. If a display processing start operation is accepted at time A, time B, or time C after the start of measurement, the
図14においては、ヒートマップ確認画面の随時拡張表示制御について例示しているが、他の画面、例えば、基本モニター画面70における電波干渉モニターエリア表示領域71についても、同様に、随時拡張表示制御を適用し得ることはいうまでもない。
Although FIG. 14 shows an example of the extended display control of the heat map confirmation screen, the extended display control of other screens, for example, the radio wave interference monitor
変形例に係る電波干渉モニター装置1のヒートマップ等の電波干渉情報の表示制御によれば、電波干渉モニターエリア6の測定の進行に合わせ、測定完了した領域に対応して電波干渉情報の表示エリアを更新(拡張)するため、上記実施形態での作用効果に加え、測定開始後、全ての測定地点での測定が完了するまで待つことなく、そのときまでに測定が終わっている領域を対象に電波干渉状態を容易に確認することができるという作用効果を奏する。
According to the display control of radio wave interference information such as a heat map of the radio wave
上述したように、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、複数の信号源110が同一の周波数帯域の無線信号の送受信を行う電波干渉モニターエリア6の所定の空間内における電波干渉情報を表示するものであって、自走機能部8、カメラ部9、アンテナ装置10を有する自走受信センサー部20と、自走受信センサー部20を遠隔制御する遠隔制御部43aと、遠隔制御によりアンテナ装置10にて受信された無線信号、及びカメラ部9にて撮像された撮像データを受信してデータ処理を行うデータ制御部43bと、を有するデータ処理装置40と、を備えている。
As described above, the radio
データ処理装置40において、遠隔制御部43aは、自走機能部8を駆動制御し、所定の空間内の複数の測定地点を順次経由し、若しくは任意の地点に向けて自走受信センサー部20を自動走行させる走行制御部54と、各測定地点でアンテナ装置10により無線信号を受信させるアンテナ制御部52と、カメラ部9により画像を撮像させる撮像制御部53と、を有する。データ制御部43bは、アンテナ装置10により受信される各測定地点での複数の信号源110から送信される混在した無線信号を自走受信センサー部20から受信し、受信した上記無線信号から、複数の信号源110のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行い、信号分離した前記複数の信号源110のそれぞれから送信される信号についての電界強度、到来方向推定、コンスタレーション及び掃引スペクトラムの各解析項目についての解析処理を行う解析処理部42と、カメラ部9による撮像データを自走受信センサー部20から受信し、受信した撮像データから、予め登録されている画像に基づいて信号源110としての物体を画像認識する物体認識部(59)と、前記物体認識部により画像認識された物体の位置まで受信装置を自動走行させたときに該自走受信センサー部20から送出される方位及び距離のデータに基づき信号源110の所定の空間内での干渉源としての所在位置を推定する干渉源位置推定部60と、を有する。
In the
さらにデータ処理装置40は、所定の空間を規定するマップ領域(電波干渉モニターエリア表示領域71)を有し、マップ領域における推定された干渉源の所在位置に対応する箇所に干渉源が所在することを示す干渉源所在マーク75が表示される基本モニター画面70を表示する表示部46と、マップ領域での所定の操作に応じて、解析処理部42での解析項目毎の解析結果を電波干渉情報として表示部46に表示する表示制御部61と、を有する。
Furthermore, the
この構成により、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、データ処理装置40から遠隔制御を行い、自走受信センサー部20を複数の測定地点を経由するように自動走行させながら、自走受信センサー部20により各測定地点で受信された混在した無線信号から、複数の信号源110のいずれかから送信された信号を分離し、複数の信号源110のそれぞれから送信される信号についての各解析項目の解析処理を行うようにしているため、複数の測定地点を順次経由した測定を前提としつつも、ユーザにとっての移動、測定のための手間を大幅に軽減できるようになる。また、カメラ部9での撮像データから、予め登録されている画像に基づいて信号源110としての物体を画像認識した場合には、その物体がある位置まで自走受信センサー部20を自動走行させたうえで信号源110の干渉源としての所在位置を推定し、基本モニター画面70のマップ領域における推定された干渉源の所在位置に対応する箇所に干渉源所在マーク75を表示するようにしたため、干渉源の所在も含めた電波干渉状態の円滑なモニターが可能となる。
With this configuration, the radio wave
また、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、上記画像として、IoT無線部105の外観画像を登録し、物体認識部59は、物体としてIoT無線部105を画像認識する構成である。この構成により、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、信号源110であるIoT無線部105の干渉源としての所在位置を、マップ領域に表示された干渉源所在マーク75によって容易に確認でき、IoT無線部105の配置、運用状況を見据えた電波干渉モニターが行える。
Furthermore, the radio
また、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1において、カメラ9は、360度カメラ装置である。この構成により、撮像部で360度の範囲の撮像データから干渉源(信号源110)としての物体を認識することができ、干渉源所在マーク75にて干渉源の所在位置のマーキング漏れを低減することができる。
Furthermore, in the radio wave
また、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、自走受信センサー部20の移動経路を含む移動スケジュール、測定間隔を含む測定スケジュールを管理するスケジュール管理部55をさらに有し、走行制御部54は、移動スケジュールに従って自走受信センサー部20の自動走行制御を実行し、アンテナ制御部52は、アンテナ装置10での無線信号の受信動作を測定スケジュールにしたがって実行する構成である。
The radio
この構成により、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、測定スケジュール、移動スケジュールの管理が容易であり、該測定スケジュール、移動スケジュールにしたがった受信装置の測定、移動制御も容易に実行可能となる。
With this configuration, the radio
また、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1において、データ処理装置40は、予め所定の空間内での測定地点での位置情報が記録され、測定地点での解析処理部42で行った各解析項目の解析結果を位置情報に関連付けて格納するデータベース44と、データベース44に格納された電界強度の解析結果に基づいて、測定地点以外の地点については電界強度の補間処理を行うことにより、複数の信号源110のそれぞれに対応したヒートマップを生成するヒートマップ生成部57と、をさらに有し、表示制御部61は、マップ領域の箇所に干渉源所在マーク75を表示するとともに、マップ領域の任意の位置を指定する操作に応じて、任意の位置に対応する解析処理部42で行った到来方向推定の結果である到来方向図73a、73bを複数の信号源110毎に表示部46に表示し、複数の信号源110毎に表示された到来方向図73a、73bのいずれかを選択し、解析項目及びヒートマップのいずれかを選択すると、所望の任意の位置に対応する解析項目毎の解析結果及び前記ヒートマップの生成結果を電波干渉情報として表示部46にさらに表示する構成である。
In addition, in the radio
この構成により、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、複数の信号源110が同一の周波数帯域の無線信号の送受信を行う所定の空間内での電波干渉モニタリングに際し、所定の空間を規定するマップ領域を有し、かつ、干渉源としての信号源110の位置に対応する箇所に干渉源所在マーク75が表示されている基本モニター画面70上で、任意の地点を指定することにより、干渉源の所在位置を把握しながら、当該指定した任意の位置に対応する各信号源110毎の電波干渉情報を選択的かつ容易に確認することができる。電波干渉情報としては、電界強度、到来方向推定、コンスタレーション及び掃引スペクトラム等の各解析項目を確認可能である。また、上記補間処理を行う機能を有する構成によれば、実際に測定を行った測定地点以外の地点についても電波干渉情報(ヒートマップ)の確認が行える。これにより、既存の測定器、測定システムでは実施が困難である複雑な無線通信環境の観測を容易に実施できるようになる。
With this configuration, the radio
また、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1において、表示制御部61は、各解析項目の解析が完了した測定地点を含む領域の拡張に対応してヒートマップの表示エリアを漸次拡張するように更新する構成である。この構成により、全ての測定地点での測定が完了するのを待たずに、その時点までに測定終了しているエリアを対象にヒートマップの状況を確認することができる。
Further, in the radio wave
また、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1において、データ処理装置40は、電波干渉モニタリング対象の周波数帯を設定するモニター条件設定部51をさらに有し、自走受信センサー部20のアンテナ装置10は、複数の信号源110のそれぞれから送信される上記のように設定された周波数帯の信号を対象に無線信号の受信を行い、解析処理部42は、自走受信センサー部20のアンテナ装置10が受信した上記のごとく設定された周波数帯の信号を対象に各解析項目についての解析処理を行う構成である。
In the radio
この構成により、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、電波干渉モニタリング対象の所望の周波数帯を設定することにより、当該周波数帯の無線信号の相互干渉状態を容易にモニターすることが可能となる。
With this configuration, the radio
また、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1において、前記設定手段は、前記電波干渉モニタリング対象の周波数帯として、3.7GHz帯、4.7GHz帯、28GHz帯のいずれかを設定する構成を有している。この構成により、本実施形態に係る電波干渉モニター装置1は、3.7GHz帯、4.7GHz帯、28GHz帯のいずれかの周波数帯を選択的に設定して、当該設定した周波数帯の無線信号の相互干渉状態をモニターすることができる。
Furthermore, in the radio wave
また、本実施形態に係る電波干渉モニター方法は、上述したいずれかの構成を有する電波干渉モニター装置1を用い、複数の信号源110が同一の周波数帯域の無線信号の送受信を行う電波干渉モニターエリア6の所定の空間内の電波干渉情報を表示する電波干渉モニター方法であって、データ処理装置40から自走受信センサー部20に対して移動の指示を送出するステップ(S30)と、移動の指示を受け付けるごとに、現在の測定地点から次の測定地点までの一区間、自走受信センサー部20を自動走行させる走行制御ステップ(S22)と、各測定地点でアンテナ装置10により無線信号を受信させる受信制御ステップと、カメラ部9により画像を撮像させる撮像制御ステップ(S23)と、受信制御ステップにより受信される各測定地点での複数の信号源110から送信される混在した無線信号を自走受信センサー部20から受信し、受信した無線信号から、複数の信号源110のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行い、信号分離した複数の信号源110のそれぞれから送信される信号についての電界強度、到来方向推定、コンスタレーション及び掃引スペクトラムの各解析項目についての解析処理を行う解析処理ステップ(S32)と、撮像制御ステップによる撮像データを自走受信センサー部20から受信し、受信した撮像データから、予め登録されている画像に基づいて信号源110としての物体を画像認識する物体認識ステップ(S34)と、物体認識ステップにより画像認識された物体の位置まで自走受信センサー部20を自動走行させたときに該自走受信センサー部20から送出される方位及び距離のデータに基づき信号源110の所定の空間内での干渉源としての所在位置を推定する位置推定ステップ(S39)と、所定の空間を規定するマップ領域(71)を有し、マップ領域における推定された干渉源の所在位置に対応する箇所に干渉源が所在することを示す干渉源所在マーク75が表示される基本モニター画面70を表示部46に表示し、マップ領域での所定の操作に応じて、解析処理ステップでの解析項目毎の解析結果を電波干渉情報として表示部46に表示する表示制御ステップ(S43)と、を含んでいる。
Furthermore, the radio interference monitoring method according to the present embodiment uses the radio
この構成により、本実施形態に係る電波干渉モニター方法は、本電波干渉モニター方法を適用した電波干渉モニター装置1において、データ処理装置40から遠隔制御を行い、自走受信センサー部20を複数の測定地点を経由するように自動走行させながら、自走受信センサー部20により各測定地点で受信された混在した無線信号から、複数の信号源110のいずれかから送信された信号を分離し、複数の信号源110のそれぞれから送信される信号についての各解析項目の解析処理を行うようにしているため、複数の測定地点を経由した測定を前提としつつも、ユーザにとっての移動、測定のための手間を大幅に軽減できるようになる。また、カメラ部9での撮像データから、予め登録されている画像に基づいて信号源110としての物体を画像認識した場合には、その物体がある位置まで自走受信センサー部20を自動走行させたうえで信号源110の干渉源としての所在位置を推定し、基本モニター画面70のマップ領域における推定された干渉源の所在位置に対応する箇所に干渉源所在マーク75を表示するようにしたため、干渉源の所在も含めた電波干渉状態の円滑なモニターが可能となる。
With this configuration, in the radio wave interference monitoring method according to the present embodiment, in the radio wave
以上のように、本発明に係る電波干渉モニター装置、及び電波干渉モニター方法は、複数の信号源が同一周波数帯域で無線信号の送受信を行う複雑な無線通信環境における空間内各所での無線信号の相互干渉を、複数の地点を経由した測定を前提としつつも、移動、測定の手間がかからず、干渉源の所在も含めてモニター可能であるという効果を奏し、同一の周波数帯の複数の無線信号の相互干渉をモニタリング対象とする電波干渉モニター装置、及び電波干渉モニター方法全般に有用である。 As described above, the radio interference monitoring device and the radio interference monitoring method according to the present invention can detect radio signals at various locations in space in a complex radio communication environment in which a plurality of signal sources transmit and receive radio signals in the same frequency band. Although it is assumed that mutual interference is measured via multiple points, it does not require the effort of moving or measuring, and it is possible to monitor the location of the interference source, including the location of the interference source. The present invention is useful for radio wave interference monitoring devices and radio wave interference monitoring methods in general that monitor mutual interference of wireless signals.
1 電波干渉モニター装置
6 電波干渉モニターエリア(空間)
8 自走機能部(走行機構部)
9 カメラ部(撮像部)
10 アンテナ装置(受信部)
20 自走受信センサー部(受信装置)
40 データ処理装置
42 解析処理部
43 制御部
43a 遠隔制御部
43b データ制御部
44 データベース
46 表示部
51 モニター条件設定部(設定手段)
52 アンテナ制御部(受信制御部)
53 撮像制御部
54 走行制御部
55 スケジュール管理部
57 ヒートマップ生成部
59 物体認識部
60 干渉源位置推定部(位置推定部)
61 表示制御部
70 基本モニター画面(モニター画面)
71 電波干渉モニターエリア表示領域(マップ領域)
73 信号源毎到来方向図(到来方向図)
73a、73b 到来方向図
75 干渉源所在マーク
105 IoT無線部
110 信号源
1 Radio
8 Self-propelled function section (travel mechanism section)
9 Camera section (imaging section)
10 Antenna device (receiving section)
20 Self-propelled receiving sensor section (receiving device)
40
52 Antenna control section (reception control section)
53
61
71 Radio interference monitor area display area (map area)
73 Arrival direction diagram for each signal source (arrival direction diagram)
73a, 73b Arrival direction diagram 75 Interference
Claims (9)
走行機構部(8)、撮像部(9)、受信部(10)を有する受信装置(20)と、
前記受信装置を遠隔制御する遠隔制御部(43a)と、前記遠隔制御により前記受信部にて受信された無線信号、及び前記撮像部にて撮像された撮像データを受信してデータ処理を行うデータ制御部(43b)と、を有するデータ処理装置(40)と、を備え、
前記データ処理装置は、
前記走行機構部を駆動制御し、前記所定の空間内の複数の測定地点を経由し、若しくは任意の地点に向けて前記受信装置を自動走行させる走行制御部(54)と、前記各測定地点で前記受信部により前記無線信号を受信させる受信制御部(52)と、前記撮像部により画像を撮像させる撮像制御部(53)と、を有する前記遠隔制御部と、
前記受信部により受信される前記各測定地点での前記複数の信号源から送信される混在した無線信号を前記受信装置から受信し、受信した前記無線信号から、前記複数の信号源のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行い、信号分離した前記複数の信号源のそれぞれから送信される信号についての電界強度、到来方向推定、コンスタレーション及び掃引スペクトラムの各解析項目についての解析処理を行う解析処理部(42)と、
前記撮像部による撮像データを前記受信装置から受信し、受信した前記撮像データから、予め登録されている画像に基づいて前記信号源としての物体を画像認識する物体認識部(59)と、前記物体認識部により画像認識された前記物体の位置まで前記受信装置を自動走行させたときに前記受信装置から送出される方位及び距離のデータに基づき前記信号源の前記所定の空間内での干渉源としての所在位置を推定する位置推定部(60)と、を有する前記データ制御部と、
前記所定の空間を規定するマップ領域(71)を有し、前記マップ領域における推定された前記干渉源の所在位置に対応する箇所に前記干渉源が所在することを示す干渉源所在マーク(75)が表示されるモニター画面(70)を表示する表示部(46)と、
前記マップ領域での所定の操作に応じて、前記解析処理部での前記解析項目毎の解析結果を前記電波干渉情報として前記表示部に表示する表示制御部(61)と、
を有することを特徴とする電波干渉モニター装置。 A radio interference monitoring device that displays radio interference information within a predetermined space (6) in which a plurality of signal sources (110) transmit and receive radio signals in the same frequency band,
a receiving device (20) having a traveling mechanism section (8), an imaging section (9), and a receiving section (10);
a remote control unit (43a) that remotely controls the receiving device; and data that receives a wireless signal received by the receiving unit by the remote control and image data captured by the imaging unit and performs data processing. a data processing device (40) having a control unit (43b);
The data processing device includes:
a traveling control section (54) that drives and controls the traveling mechanism section and causes the receiving device to automatically travel via a plurality of measurement points in the predetermined space or toward an arbitrary point; The remote control unit includes a reception control unit (52) that causes the reception unit to receive the radio signal, and an imaging control unit (53) that causes the imaging unit to capture an image;
A mixed radio signal transmitted from the plurality of signal sources at each of the measurement points received by the receiving unit is received from the receiving device, and from the received radio signal, from any of the plurality of signal sources Performing signal separation processing to separate the transmitted signals, and analyzing each analysis item of electric field strength, direction of arrival estimation, constellation, and swept spectrum for the signals transmitted from each of the plurality of signal sources after signal separation. an analysis processing unit (42) that performs
an object recognition unit (59) that receives imaging data from the imaging unit from the receiving device, and recognizes an object as the signal source from the received imaging data based on an image registered in advance; an interference source of the signal source in the predetermined space based on azimuth and distance data sent from the receiver when the receiver automatically travels to the position of the object image-recognized by the object recognition unit; a position estimating unit (60) that estimates the location of the data controller ;
an interference source location mark (75) having a map area (71) defining the predetermined space and indicating that the interference source is located at a location corresponding to the estimated location of the interference source in the map area; a display unit (46) that displays a monitor screen (70) on which is displayed;
a display control unit (61) that displays an analysis result for each of the analysis items in the analysis processing unit as the radio wave interference information on the display unit in response to a predetermined operation in the map area;
A radio wave interference monitoring device characterized by having the following.
前記物体認識部は、前記物体として前記IoT無線部を画像認識することを特徴とする請求項1に記載の電波干渉モニター装置。 Registering an external image of the IoT wireless unit (105) as the image,
The radio wave interference monitoring device according to claim 1, wherein the object recognition unit performs image recognition of the IoT wireless unit as the object.
前記走行制御部は、前記移動スケジュールに従って前記自動走行を実行し、
前記受信制御部は、前記受信部での前記無線信号の受信動作を前記測定スケジュールにしたがって実行することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電波干渉モニター装置。 further comprising a schedule management unit (55) that manages a movement schedule including a movement route of the receiving device and a measurement schedule including measurement intervals;
The travel control unit executes the automatic travel according to the travel schedule,
4. The radio interference monitoring device according to claim 1, wherein the reception control unit executes the reception operation of the wireless signal in the reception unit according to the measurement schedule.
予め前記所定の空間内での前記測定地点での位置情報が記録され、前記測定地点での前記解析処理部で行った前記各解析項目の解析結果を前記位置情報に関連付けて格納するデータベース(44)と、
前記データベースに格納された前記電界強度の解析結果に基づいて、前記測定地点以外の地点については電界強度の補間処理を行うことにより、前記複数の信号源のそれぞれに対応したヒートマップを生成するヒートマップ生成部(57)と、をさらに有し、
前記表示制御部は、前記マップ領域の前記箇所に前記干渉源所在マークを表示するとともに、前記マップ領域の任意の位置を指定する操作に応じて、前記任意の位置に対応する前記解析処理部で行った前記到来方向推定の結果である到来方向図(73、73a、73b)を前記複数の信号源毎に前記表示部に表示し、
前記複数の信号源毎に表示された前記到来方向図のいずれかを選択し、前記解析項目及び前記ヒートマップのいずれかを選択すると、所望の前記任意の位置に対応する前記解析項目毎の解析結果及び前記ヒートマップの生成結果を前記電波干渉情報として、前記表示部にさらに表示することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電波干渉モニター装置。 The data processing device includes:
A database ( 44 )and,
A heat map that generates a heat map corresponding to each of the plurality of signal sources by performing interpolation processing on the electric field strength at points other than the measurement point based on the analysis result of the electric field strength stored in the database. It further includes a map generation unit (57),
The display control unit displays the interference source location mark at the location in the map area, and displays the interference source location mark in the analysis processing unit corresponding to the arbitrary position in response to an operation for specifying an arbitrary position in the map area. displaying a direction of arrival map (73, 73a, 73b) that is a result of the direction of arrival estimation performed on the display unit for each of the plurality of signal sources;
When one of the direction of arrival maps displayed for each of the plurality of signal sources is selected, and one of the analysis items and the heat map is selected, an analysis for each of the analysis items corresponding to the desired arbitrary position is performed. The radio wave interference monitoring device according to any one of claims 1 to 4, further displaying the result and the generation result of the heat map on the display unit as the radio wave interference information.
前記受信装置の前記受信部は、前記複数の信号源のそれぞれから送信される前記設定手段により設定された周波数帯の信号を対象に前記受信を行い、
前記解析処理部は、前記受信装置の前記受信部が受信した前記設定手段により設定された周波数帯の信号を対象に前記各解析項目についての解析処理を行うことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の電波干渉モニター装置。 The data processing device further includes a setting means (51) for setting a frequency band to be monitored for radio wave interference,
The receiving unit of the receiving device performs the reception on signals in the frequency band set by the setting means, which are transmitted from each of the plurality of signal sources,
Claims 1 to 6, wherein the analysis processing section performs analysis processing for each of the analysis items on a signal in a frequency band set by the setting means, which is received by the receiving section of the receiving device. The radio wave interference monitoring device according to any one of .
前記データ処理装置から前記受信装置に対して移動の指示を送出するステップ(S30)と、
前記移動の指示を受け付けるごとに、現在の測定地点から次の測定地点までの一区間、前記受信装置を自動走行させる走行制御ステップ(S22)と、
前記各測定地点で前記受信部により前記無線信号を受信させる受信制御ステップと、
前記撮像部により画像を撮像させる撮像制御ステップ(S23)と、
前記受信制御ステップにより受信される前記各測定地点での前記複数の信号源から送信される混在した無線信号を前記受信装置から受信し、受信した前記無線信号から、前記複数の信号源のいずれかから送信された信号を分離する信号分離処理を行い、信号分離した前記複数の信号源のそれぞれから送信される信号についての電界強度、到来方向推定、コンスタレーション及び掃引スペクトラムの各解析項目についての解析処理を行う解析処理ステップ(S32)と、
前記撮像制御ステップによる撮像データを前記受信装置から受信し、受信した前記撮像データから、予め登録されている画像に基づいて前記信号源としての物体を画像認識する物体認識ステップ(S34)と、
前記物体認識ステップにより画像認識された前記物体の位置まで前記受信装置を自動走行させたときに前記受信装置から送出される方位及び距離のデータに基づき前記信号源の前記所定の空間内での干渉源としての所在位置を推定する位置推定ステップ(S39)と、
前記所定の空間を規定するマップ領域(71)を有し、前記マップ領域における推定された前記干渉源の所在位置に対応する箇所に前記干渉源が所在することを示す干渉源所在マーク(75)が表示されるモニター画面(70)を表示部(46)に表示し、前記マップ領域での所定の操作に応じて、前記解析処理ステップでの前記解析項目毎の解析結果を前記電波干渉情報として前記表示部に表示する表示制御ステップ(S43)と、
を含むことを特徴とする電波干渉モニター方法。 Displaying radio interference information within a predetermined space (6) in which a plurality of signal sources (110) transmit and receive radio signals in the same frequency band using the radio interference monitoring device according to any one of claims 1 to 8. A radio wave interference monitoring method comprising:
Sending a movement instruction from the data processing device to the receiving device (S30);
a travel control step (S22) in which the receiving device automatically travels a section from the current measurement point to the next measurement point each time the movement instruction is received;
a reception control step of causing the receiver to receive the radio signal at each of the measurement points;
an imaging control step (S23) in which the imaging unit captures an image;
In the reception control step, mixed radio signals transmitted from the plurality of signal sources at each of the measurement points are received from the receiving device, and from the received radio signals, one of the plurality of signal sources is selected. Perform signal separation processing to separate the signals transmitted from the plurality of signal sources, and analyze each analysis item of electric field strength, direction of arrival estimation, constellation, and swept spectrum for the signals transmitted from each of the plurality of signal sources from which the signals have been separated. an analysis processing step (S32) for performing processing;
an object recognition step (S34) of receiving the imaging data obtained by the imaging control step from the receiving device and recognizing the object as the signal source from the received imaging data based on a pre-registered image;
interference of the signal source in the predetermined space based on azimuth and distance data sent from the receiving device when the receiving device automatically travels to the position of the object image-recognized in the object recognition step; a position estimation step (S39) of estimating the location of the source;
an interference source location mark (75) having a map area (71) defining the predetermined space and indicating that the interference source is located at a location corresponding to the estimated location of the interference source in the map area; A monitor screen (70) on which is displayed is displayed on the display unit (46), and according to a predetermined operation in the map area, the analysis result for each analysis item in the analysis processing step is displayed as the radio wave interference information. a display control step (S43) for displaying on the display unit;
A method for monitoring radio wave interference, comprising:
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